[发明专利]一种基于化学镀抛光复合工艺的高光洁金属表面制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于化学镀抛光复合工艺的高光洁金属表面制备方法，属于金属表面处理技术领域。

背景技术

现有的金属表面抛光技术包括机械抛光、流体抛光、磁研磨抛光、超声波抛光、化学抛光和电解抛光等。其中，机械抛光、流体抛光、磁研磨抛光和超声波抛光通过摩擦切削作用去除金属表面微凸体来降低金属表面粗糙度；上述抛光方式中，机械抛光中超精研抛光技术的抛光精度最高，金属表面粗糙度Ra为0.008μm，但其缺点为材料去除率低、抛光效率低。化学抛光和电解抛光通过化学抛光液与金属表面发生腐蚀反应，生成的粘性物质附着在金属表面，阻碍化学反应，但凸处厚度薄，凹处厚度厚，因此，先腐蚀凸处，凹处得到保护，提高抛光效率，但化学抛光金属表面一般所达到的粗糙度为10μm，电化学抛光金属表面所达到的粗糙度为1μm，粗糙度等级低。在某些对金属表面要求极高的工程应用领域中，例如，利用光干涉法测量金属试样与玻璃盘间油膜厚度时，油膜厚度为十几纳米至几十纳米，金属试样表面粗糙度、光洁度、整平性、反射率等都对测量结果有影响，而现有抛光工艺无法填补微凹处，需要利用机械、化学方法去除微凹处周围材料，达到无缺陷表面的超镜面状态，不仅付出大量时间，还要防止过度抛光而暴露金属晶体缺陷，因此现有抛光工艺无法完成高精密、高光洁金属表面的高效制备。

发明内容

本发明通过利用化学镀和机械抛光的协同作用，一边沉积金属单质填补微凹处，一边机械抛光去除微凸处不必要沉积的金属单质，解决了上述问题。

本发明提供了一种基于化学镀抛光复合工艺的高光洁金属表面制备方法，所述制备方法为将化学镀及抛光复合液加在机械抛光后的金属表面上进行抛光。

本发明所述化学镀及抛光复合液优选为化学镀溶液与纳米抛光颗粒的混合液。

本发明所述纳米抛光颗粒优选为粒度≤10nm的金刚石或三氧化二铝。

本发明所述化学镀溶液与纳米抛光颗粒的重量比优选为1：0.02～0.05。

本发明所述化学镀溶液优选为主盐硝酸银溶液与还原剂葡萄糖溶液、主盐氯化亚锡溶液与还原剂三氯化钛溶液或主盐硫酸镍溶液与还原剂次亚磷酸钠溶液。

本发明利用化学镀原理，协同机械抛光，对机械抛光后的金属表面微凹处缺陷进行填补修饰。化学镀是一个无外加电场的电化学过程，此过程中还原主盐金属阳离子所需要的电子由还原剂提供，化学镀及抛光复合液不与抛光金属表面发生反应，由于化学镀及抛光复合液加在机械抛光后的金属表面上，金属回转运动搅动化学镀及抛光复合液，防止纳米抛光颗粒的沉淀，同时金属回转运动也促使化学镀及抛光复合液包裹在抛光金属表面，因抛光金属表面活性原子的催化作用，化学镀及抛光复合液发生氧化还原反应，生成单质金属；同时金属与抛光布发生摩擦，化学镀及抛光复合液作为偶电层会出现电子转移，促进化学反应进行，加快析出的金属单质不断的向金属表面沉积；在纳米抛光颗粒的机械抛光作用下，微凸处沉积的金属因摩擦切削作用被抛除，微凹处因机械抛光作用小，而不断的被沉积金属所填补。

本发明抛光布与金属抛光面的接触压力优选为40～200g/cm²。

本发明抛光布回转速度优选为30～90r/min。

本发明所述抛光金属转速优选为600～1500r/min。

本发明抛光温度优选为20～80℃。

本发明所述制备方法优选为包括如下步骤：

粗抛光：采用磨轮将金属表面抛光；

精抛光：将抛光液加在粗抛光后的金属表面上进行抛光；

化学镀复合抛光：将化学镀及抛光复合液加在精抛光后的金属表面上进行抛光。

本发明所述粗抛光步骤进一步优选为采用粒度≤300nm的金刚石塑胶磨轮将金属表面20～50℃抛光3～5min，抛光时向接触面持续滴加蒸馏水，所述金刚石塑胶磨轮与金属抛光面的接触压力100～300g/cm²，金属转速为600～1500r/min。

本发明所述精抛光步骤进一步优选为将pH值8～14、浓度10～50wt％、粒度10～300nm的胶体金刚石抛光液加在粗抛光后的金属表面上采用抛光布进行由大粒度胶体金刚石抛光液至小粒度胶体金刚石抛光液分段抛光，各段20～50℃抛光5～15min，所述抛光布与金属抛光面的接触压力50～200g/cm²，所述抛光布回转速度为30～90r/min，清洗。

本发明所述抛光布优选为真丝绒抛光布、合成革抛光布或聚氨酯抛光布。

本发明有益效果为可以快速得到高光洁的金属表面。

具体实施方式