[发明专利]一种酸性无铬铝合金电化学抛光液及其抛光工艺

说明书

技术领域

本发明涉及电化学抛光技术领域，尤其涉及一种酸性无铬铝合金电化学抛光液及其抛光工艺。

背景技术

铝及铝合金具有高比强度、密度小、良好的塑性、流动性及热传导性等优良的综合性能而被大量的使用，如在航空、建筑、日用五金以及高科技领域中的应用。铝合金表面状态各式各样，并且，铝是一种比较活泼的金属，其标准电位非常负(-1.67V)，在空气中极易氧化，生成致密而坚固的氧化膜(Al₂O₃)；在铝合金的使用中，对其表面粗糙度一般都有较高要求，为提高其制品抗蚀性和表面装饰效果，需对其进行抛光处理。

常用抛光方法中，电化学抛光综合效果最佳。最先得到应用的电化学抛光法是碱性“Brytal”法，由于其操作温度高达80℃且铝材损耗大，溶液易失效，现已极少采用。国内运用最多的是三酸法，即磷酸、硫酸、铬酸法，该此抛光工艺操作环境差，高温下会挥发出强酸雾，同时带出致癌的六价铬离子，抛光液黏度高，工件带出量多，严重污染环境，因此，人们致力于开发无铬酸电化学抛光新工艺。

发明内容

本发明的目的在于提出一种酸性无铬铝合金电化学抛光液及其抛光工艺，使用本发明所述抛光液进行电化学抛光有抛光效果好、无污染、添加剂量少、操作温度低、铝材损耗小的优势，具有很好的应用前景。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种酸性铝合金电化学抛光液，按体积百分比计，所述抛光液包括：质量浓度为85％的磷酸60-65％、质量浓度为98％的硫酸25-30％、添加剂T_A5-8％和添加剂G_A8-12g/L。

作为优选，按体积百分比计，所述抛光液包括：质量浓度为85％的磷酸63％、质量浓度为98％的硫酸27％、添加剂T_A6％和添加剂G_A10g/L。

基础液中存在一定比例的硫酸，能提高抛光液的导电性，降低槽电压，但硫酸过多会增加溶液的腐蚀性，对抛光不利。经大量的研究发现，本发明所述磷酸和硫酸的体积比的抛光整平性、光亮度较好。

加入添加剂可以改善表面抛光效果，抛光效果主要看抛光后的铝合金表面质量，包括抛光程度、有无过腐蚀、质量损失。经大量研究发现，使用添加剂T_A+G_A的抛光液的抛光效果最好。

经多次实验发现，只有添加剂含量达到一定值时，才能改善抛光效果，提高溶液使用寿命，降低操作温度，减少铝合金的损耗。添加剂过多或过少均影响抛光的质量，当添加剂过少时虽然能达到抛光效果，但断电后腐蚀严重；当添加剂含量过高时，会影响抛光质量，使抛光速度降低。电流密度为影响抛光效果的主要工艺条件之一，随电流密度的增加会提高表面质量，但是腐蚀速度相应增加；电流密度过低，整平速度慢，工作效率低，且影响抛光质量。本发明所述抛光液中的添加剂含量最适宜。

第二方面，本发明提供了一种铝合金电化学抛光工艺，该工艺使用第一方面所述酸性铝合金电化学抛光液。

作为优选，所述抛光工艺包括如下步骤：

(1)除油；

(2)碱洗；

(3)酸洗；

(4)水洗；

(5)电化学抛光；

(6)封闭。

上述抛光工艺中，作为优选，所述除油为使用丙酮在室温下处理2-8min。

作为优选，所述碱洗为用40g/L的NaOH室温下水洗3-8min。

作为优选，所述酸洗为使用20ml/L的硝酸室温下酸洗1-3min。

作为优选，所述水洗为先用自来水再用蒸馏水冲洗。

作为优选，所述电化学抛光的工艺参数如下：

抛光时间8-10min，优选为9min；

电流密度18-22A/dm²，优选为20A/dm²；

温度为70-75℃，优选为70℃；

抛光时搅拌速度为3-5r/s，阴极材料为不锈钢。

当温度低时，电解液黏度升高，离子扩散速度慢，铝合金表面附近的铝离子浓度容易达到饱和状态而形成黏膜状氢氧化铝，粘在铝合金表面从而使表面变成灰色，导致光亮度下降；当温度高时，电解液黏度急剧下降，但铝合金表面易产生腐蚀点，且溶液挥发增大，工作环境变差。因此，抛光工作温度以70℃适宜。