[发明专利]一种钛合金超细丝表面电解抛光方法

说明书

技术领域

本发明为一种钛合金超细丝表面电解抛光方法。

背景技术

电解抛光，是利用阳极在电解池中所产生的电化学溶解现象，使阳极上的微观凸起部分发生选择性溶解以形成平滑表面的方法。电解抛光的机理可分成两部分，相对比较明显的不平度的去除叫做宏观抛光或平滑化，微小的不平度去除叫做微观抛光或光泽化。宏观抛光：在电解抛光液中，以被抛光件作为阳极，不溶性金属作为阴极，两极之间加上电压，逐渐增大电压时，对应于电压电流进行抛光。微观抛光：抛光表面还存在1/10-1/100μm的不平度，主要是因为金属晶粒间界附近的结晶体不完整部分引起的，在微观抛光的情况下，不完整部分也被平滑化了，这时去除的微小不平度相当于光波长的范围，抛光表面的光泽度大大提高。

本发明目的针对超细丝的特殊结构提出改善电场分布的方法，通过选择溶液配方和梳状电极等措施，降低表面粗糙度、提高光亮度，抛光后的超细丝光泽度达到要求，抛光前后超细丝直径几乎没有发生变化，保持了原来的力学性能、弹性等方面的技术要求。适用于直径0.05mm-0.5mm钛合金超细丝的电解抛光。

发明内容

发明钛合金超细丝表面电解抛光方法的工作液选择要兼顾到抛光效果、分散能力、操作环境和废液排放等多方面因素。确定所配制的电解液各组成成分。磷酸：是中等强度的三元无机酸，对大部分金属的化学腐蚀性弱，且易与金属生成钝化膜。磷酸粘度大，在电解抛光中容易使阳极金属离子聚集形成作用。对改善金属表面粗糙度有一定的作用。同时，残留在金属表面的少量溶液能转变为不溶性的磷酸盐保护膜。这层保护膜也是固体膜的一部分，因而有助于提高表面的光泽度；硫酸：是强氧化剂。硫酸是强酸，能完全电离，因此有很强的导电性。硫酸的分散性好，能使整个表面均匀抛光。在加热情况下，浓硫酸能溶解很多金属，有助于形成氧化层。适当的使用硫酸，有助于提高整平能力。但浓硫酸过多时，会出现纯化学浸蚀作用，这种作用会对抛光效果产生不良的影响；

铬酸：强氧化剂。在浓硫酸中加入铬酸，使分散性更好，金属表面更平滑。同时，铬酸的氧化性对固体膜的形成起到了很大作用。加入适量铬酸能显著提高金属表面的光泽度。但铬离子对环境的污染性较大，使用后废液应做妥善处理；丙三醇（甘油）：提高粘度，使氧化层容易形成，有助于改善表面粗糙度。同时，甘油还可以起到缓蚀的作用；明胶：提高粘度，使氧化层容易形成；六次甲基四胺：电解抛光中做缓蚀剂，防止金属过腐蚀；糖精：电解抛光中做光亮剂，在电解液中加入少量糖精，对抛光表面的光泽度产生较明显的影响。

发明钛合金超细丝表面电解抛光方法是在抛光过程中，使整个工件表面上获得均匀一致的光泽效果是非常重要的。决定抛光效果均匀一致的因素主要有电流密度的分布和抛光溶液的均匀腐蚀能力（分散能力）。由于被抛光工件的形状往往比较复杂，表面凹凸起伏，使得阳极表面上的电流密度分布很不均匀。而抛光效果往往与电流密度密切相关，结合前面的分析，仅当电流密度处于可能获得好的抛光效果。可以从两方面入手提高抛光的一致性：改善电场分布，使工件表面上的电流密度分布尽量均匀，都处于抛光段；探索工作液配方或其它影响因素，扩大抛光区范围，在更大的电流密度范围获得好的抛光效果。对于超细丝这样表面具有大幅度凹凸起伏的抛光对象来说，工作液方面的分散作用还不足以获得均匀的抛光效果，还要通过改善电场、提高电流的均匀分布程度来提高抛光效果的均匀一致性。综合得出：温度为50℃-80℃，抛光时间为4-8分钟，电流密度为35-50A/dm³。

发明钛合金超细丝表面电解抛光方法是采用常规的平板阴极时，超细丝凹槽底部的电流密度极其微弱，阳极溶解基本处于无抛光作用的腐蚀区，抛光效果很差。采用梳形阴极的方法来改善电场分布，超细丝和梳形辅助阴极在抛光装置中的装夹，由多层环状电极板组成，每个电极板是由两半圆电极板拼合而成，同一侧的电极板连接在一起。在工件安装和拆卸时，两半圆电极板组可以开启和闭合。电极板采用不锈钢材料，在所选用的抛光溶液中，不锈钢阴极基本上不产生溶解。

具体实施方式