[发明专利]物理化学的电子束抛光方法

说明书

本发明涉及一种物理化学的电子束抛光方法，其是运用电极尖端放电造成待抛物导电，此时电解溶液槽变成一电容槽。再将待抛物置入其中，此时使待抛物与槽液之间产生气封，透过气封的作用可使待抛物和电解液之间形成如等离子体(PLASMA)般的空间，并透过电极产生交接的作用在被抛物的表面击平，使待抛物产生如镜面的平面，而达到表面抛光的目的。

传统电解抛光方法或采取低电压方法，或以高浓度电解液来进行。例如以铬-磷-硫酸电解液(A.M.Yampoiski“Travleniyemeta-llov”，1980，冶金学/莫斯科；51页)，使用10至25V电压的直流电来进行，且温度为30-70℃。并以50-60A/dm的阳极电流密度进行3-15分钟。此外还有一种以含有硫酸重量百分比20-25％，温度18-20℃的电解液中，并在6-12V电压下来做铝及其合金制品电解抛光的方法(WrittC.，”Galvanotechnik”，1981，V.72，No.10，1073-10页)。

另外还有一种电化学机制导电材料制品的方法，虽以高电压220-380V在35℃，含有20％氯化铵水溶液的电解液中对制品的处理(V.N.Duradzhietal.“Elektronnayaobrabotka matehaiov”/材料的电子机制/，1978，No.5，13-17页)。然而约有30-40％的制品，因其表面反射因数无法达成较Ra＝0.28，……0.32um更细的制品表面光制。此外该方法需要浓度相当高(20％)的电解液，增加制造成本。

综合前述各种方法，基本上均使用高浓度昂贵及有毒的溶液，且必须花相当的时间先对待抛制品除脂、蚀刻、冲洗等处理。再者，抛光时间过长、需要相当大的电力与劳力对整个生产力与效能有负面的影响。另外，高浓度的电解液处理不易，很容易对环境造成危害、很不理想。

本发明的目的在改善传统化学方法的抛光方式，可节省待抛制品抛光前的除脂、蚀刻、冲洗等前置处理，而能直接抛光，避免因需预先表面处理，增加生产过程，造成不便及浪费。

本发明的另一目的在解决各种导电材料制品电解抛光的问题，在抛光过程中能以价廉、无毒性及低浓度的电解液，使整个抛光过程更安全，而低浓度的电解液更容易处理，不致对环境造成危害并强化抛光品质、节省抛光准备的时间及成本。

本发明的又一目的在提供一导电材料制品电化学机制过程中的抛光与清洁不锈钢制品，并能使适用于各种工具钢与低碳钢、铜及其合金、铝等制品的抛光与清洁；且抛光过程完全适用于任何生产技术在电解液上采用无害与低毒性的高生态学标准的机械化与自动化过程。

本发明的再一目的在解决各种导电材料制品电解抛光的问题，提供精细的表面光制并除糙、清洁亮化它们的表面、以利后续塗刷防腐剂、锈斑、水垢、油漆与喷漆层处理。

本物理化学的电子束抛光方法的特性为保持制品表面稳定的气封而将表面与电解液隔开并促进制品材料-阳极-与电解气体之间强烈的化学与电化学作用。它促成制品金属表面的阳极氧化，由此产生氧化物的化学蚀刻。当氧化与蚀刻比例达到平衡时便发生抛光效果，增加表面的反射率并改善其光制(即降低粗糙度)。最大的反射率在可以抑制电解气蚀刻部分的氧化层最小厚度上获得，而蚀刻率先在最小不规则处发生，该处所形成的氧化层最薄。此外，电场通过制品-气封-电解液间隙的加速强度造成任何现有制品表面微露部分顶点迅速的磨圆，故降低表面的粗糙度，因此制品表面的反射率与表面光制为施加的电位(伏特)的值、电解液的浓度、温度与化学成分等要素决定。

本发明的物理化学的电子束抛光方法，其包含：一电解液槽，用以容置电解液及抛光元件；一温度控制装置；一电压控制装置，其中包含一电极装置，一气封产生装置，为与上述电极装置连接的导电线；其制造过程包含如下步骤：

(A)根据不同的待抛物调配不同浓度的电解液，电解液浓度为1-10％，以使电解溶液的浓度不致太稀影响其效率；亦避免过浓伤害待抛物的品质，使金属易产生蚀刻而削减机制表面的亮度光泽，

(B)调整温度至70-90℃，以避免温度太低损及气封的稳定性且使过程有大幅的电流及电压波动；过高时因升高电解质作用使机制品质受损、并影响气封及电解液之间的热平衡，

(C)调整电压至240-380V，过高电压易造成制品及电解液间隙的崩溃造成冲蚀，若电压太低则制品四周气封的稳定性受损。其中在电解液内加入浓度为0.5-3％的氯化铵、硫氰铵，可延长氯化铵、硫氰铵电解液寿命50-100％。