[发明专利]一种钛合金的环保抛光电解液及抛光方法

说明书

本发明的一种钛合金的环保抛光电解液及抛光方法，该电解液由乙醇、乙二醇、氯化钠、氟化铵、三乙醇胺组成，其各组分及其含量为：乙醇与乙二醇的体积比为1：1~20，氯化钠浓度为0.01~0.1 mol/L，氟化铵浓度为0.01~0.1 mol/L，三乙醇胺浓度为0.01~0.05 mol/L。本发明提供的环保钛合金的抛光电解液及抛光方法具有以下特点：不含有传统钛合金抛光电解液所常用的高氯酸、磷酸、硫酸、氢氟酸等强酸和高氯酸、铬酸酐、双氧水等强氧化剂，有效降低环境污染和对操作人员的健康危害；使用原料便宜易得，操作成本低廉；有效避免了点蚀、气泡、着黑等现象。

技术领域

本发明涉及金属处理技术领域，特别是涉及一种钛合金的环保抛光电解液及抛光方法。

背景技术

钛合金具有高韧性、高强度、抗腐蚀等优点，广泛应用于航天、船舶、化工、能源等领域。但是钛合金导热性能差、硬度高、弹性模量低的特点使其难以被加工成形和表面处理。

目前，对钛合金的抛光方法可分为机械抛光、化学抛光和电化学抛光。

其中，电化学抛光也被称为电解抛光。电化学抛光是将工件作为阳极，通过工件表面有选择性的钝化溶解过程实现表面平整抛光的效果。电化学抛光基于非接触式的化学反应机理使得其适合于高硬度、高抗腐蚀金属材料的表面平整。具有成本低、效率高、抛光效果好、抛光面不局限于平面等特点，在工业中具有普遍的应用。

现有技术中，钛合金的电化学抛光存在如下问题：（1）抛光电解液一般为强酸（高氯酸、磷酸、硫酸、氢氟酸等）和强氧化剂（高氯酸、铬酸酐、双氧水等），有毒且易挥发，容易造成严重的环境污染；（2）电化学抛光常常伴有点蚀，气泡、着黑等现象，抛光条件有待优化。如：

中国发明专利申请（申请号：2017 1 0789294 .4）提供了“一种钛及钛合金的电化学抛光液及抛光方法”， 该电化学抛光液中各组分及其含量为：氯化钠10-40g/L；甘油40-70％；乙二醇20-40％；无水乙醇5-20％；高氯酸0.1-1％；添加剂1-5g/L；所述添加剂由加速剂、整平剂和光亮剂组成。然而，该申请使用高氯酸具有强烈腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤。

因此，针对现有技术中的存在问题，亟需开发一种无强酸、无强氧化剂、环保、抛光效果好的钛合金电化学抛光技术以解决现有技术中的不足之处显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种无强酸、无强氧化剂、环保、抛光效果好的钛合金的抛光电解液。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

提供一种钛合金的环保抛光电解液，该电解液由乙醇、乙二醇、氯化钠、氟化铵、三乙醇胺组成，其各组分及其含量为：

乙醇与乙二醇的体积比为1：1~20，使用乙二醇可以增加电解液的粘度。

氯化钠浓度为0.01~0.1 mol/L，氯化钠作为支持电解质，使其溶解于乙醇与乙二醇混合液，用以增加抛光液导电能力，减小溶液极化，提高抛光效率。

氟化铵浓度为0.01~0.1 mol/L，氟化铵作为活化剂，与钛合金阳极溶解物形成络合物，破除表面氧化物钝化作用。

三乙醇胺浓度为0.01~0.05 mol/L，三乙醇胺作为缓蚀剂，对钛合金表面起保护作用，与氟化铵形成破钝化—缓蚀平衡，增加粗糙位点与平整位点电流密度差异，提高抛光效果。

由此，本发明提供一种不含有传统钛合金抛光电解液所常用的高氯酸、磷酸、硫酸、氢氟酸等强酸和高氯酸、铬酸酐、双氧水等强氧化剂。因而避免了上述有毒、有害、易挥发等化学品的使用，有效降低了环境污染和对操作人员的健康危害。

优选的，所述乙醇与乙二醇的体积比为1：1~10。