[发明专利]一种Ni-Ti合金电化学抛光液及抛光方法

说明书

本发明公开了一种Ni‑Ti合金抛光液及抛光方法，属于表面技术领域。将高氯酸、冰醋酸、一元醇、多元醇以1：17：（2.1~2.5）：（0.4~0.9）的浓度配比配置溶液Ⅰ；在溶液Ⅰ中添加4~10g/L的光亮剂配置成电化学抛光液。具体抛光流程为：砂纸打磨预处理—去离子水超声清洗—丙酮超声清洗—吹干—电化学抛光—去离子水超声清洗—丙酮超声清洗—烘干封闭保存。抛光方法为：电流密度i=0.8~1.2A/cm²、电极间距d=10~15mm、抛光时间t=100~160s、抛光温度T=5~15℃，搅拌速度120~240r/min。电化学抛光后Ni‑Ti合金表面光亮度显著提升，达镜面效果；表面粗糙度值介于30~35nm之间；表面平整光亮、呈疏水性。该抛光方法工艺简单、加工效率高、抛光液重复性良好，且废液易处理无污染，具有良好的应用前景和应用价值。

技术领域

本发明涉及一种用于Ni-Ti合金的电化学抛光液及其抛光方法，属于表面技术领域。

背景技术

Ni-Ti形状记忆合金是在某一设定温度下，能够克服自身形变恢复原始形状的一种合金材料。因其特有的形状记忆特性、良好的超弹性和生物相容性以及低密度、无磁性、抗蚀性等优势，广泛的应用于机械电子、航空航天、能源交通、石油化工等领域。此外，Ni-Ti合金因其卓越的形状记忆效应和抗蚀性在生物医学领域应用颇广。作为医用金属材料，必须对其表面进行抛光处理，以获得良好的抗蚀性和生物相容性。

目前针对于Ni-Ti形状记忆合金常用的抛光方法有机械抛光和电化学抛光。与机械抛光相比，电化学抛光具有加工时间短、生产效率高、重复性良好、操作简单、劳动强度小等优点，且电化学抛光可以加工机械抛光难以加工的硬脆材料、软质材料、薄壁材料、复杂型面工件和细小零件等，经电化学抛光的工件表面不存在擦痕、变形、冷作硬化层、金属废屑和磨料磨粒嵌入金属表面等问题。

在已公布的Ni-Ti合金的电化学抛光技术中，电化学抛光水平很难将Ni-Ti合金表面粗糙度降低至80nm以内。此外，电化学抛光工艺参数通用性差、部分抛光液中含有铬离子，污染环境。因此需要一种工艺简单、清洁高效的电化学抛光液。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种操作简单、清洁高效、抛光质量优良的电化学抛光液及其抛光方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：在高氯酸—冰醋酸基液中加入多种醇类及光亮剂；将高氯酸、冰醋酸、一元醇、多元醇按照1：17：（2.1~2.5）：（0.4~0.9）的浓度配比配置溶液Ⅰ；在溶液Ⅰ中添加4g/L~10g/L的光亮剂配置成电化学抛光液；所述的一元醇为甲醇、乙醇、丁醇、等含有单羟基醇类，多元醇为乙二醇、丙二醇、三羟甲基丙烷等多羟基醇类；光亮剂为葡萄糖、淀粉、蔗糖、糖精等糖类物质。各添加剂在所述的浓度范围内均可实现有效的电化学抛光。

在所述的电化学抛光液中，电化学抛光工艺为电流密度i=0.8~1.2A/cm²、电极间距d=10~15mm、抛光时间t=100~160s、抛光液温度T=5~15℃，抛光液搅拌速度120~240r/min，阴阳极面积比为（1~3）：1，可实现Ni-Ti有效的电化学抛光。

所述抛光方法包括如下步骤：

（1）400#—2000#砂纸逐级打磨预处理；

（2）去离子水超声清洗5min—10min；

（3）丙酮超声清洗5min—10min；

（4）吹干；

（5）电化学抛光；