[发明专利]一种钝化性金属表面多孔微结构的电解加工方法

说明书

本发明公开一种钝化性金属表面多孔微结构的电解加工方法，包括以下步骤，S1：采用动电位扫描法测得样品在电解质溶液中的阳极极化曲线，工件为钝化性金属及其合金；S2：将工件与电源的阳极端电连接，将铂金电极与电源的阴极端电连接，S3：将工件和铂金电极固定在电解池中，工件、铂金电极的电极头浸没在电解质溶液中，将参比电极的电极头浸没在电解质溶液中；S4：电源供电，控制工件表面的电流密度位于样品的阳极极化曲线过渡区的电流密度区间。本发明通过外加电场的控制，加速工件表面点蚀的发生，促使工件加工表面形成大量孔洞，形成多孔的工件表面，工艺简单，加工不受工件表面形状限制，可适用于复杂形成的工件表面加工，适用范围广。

技术领域

本发明涉及金属的表面加工领域，具体涉及一种钝化性金属表面多孔微结构的电解加工方法。

背景技术

由于金属与氧化性物质作用时在金属表面生成一种非常薄的、致密的、覆盖性能良好的、牢固地吸附在金属表面上的钝化膜。这层膜成独立相存在，通常是氧化金属的化合物。它起着把金属与腐蚀介质完全隔开的作用，防止金属与腐蚀介质接触，从而使金属基本停止溶解形成钝态达到防腐蚀的作用。钝化性金属表面容易发生小孔腐蚀(即点蚀)而形成孔洞，这是一种典型的电化学局部腐蚀形式，通常认为小孔腐蚀形成数量少，破坏性强，因此有关钝化性金属表面小孔腐蚀的研究主要集中于如何避免腐蚀的发生。

微观结构是影响材料表面性能的重要因素，而多孔结构是表面微结构中最具代表性的一种，现有的金属表面多孔结构制备方法由于加工原理的限制并不适用于钝化性金属，如脱合金法，阳极氧化法等，而少数能够用于钝化性金属的方法，例如模板电化学法、群电极法等，模板法就是将光刻技术与电解加工技术结合，将不许加工的区域用模板保护起来，未被模板保护的表面则会通过电解加工进行溶解，形成与模板相对应的表面结构。但是这种传统掩膜加工技术需要进行光刻处理，加工工艺复杂。群电极法实质上是利用微群电极在材料表面反铐而形成表面微结构。上述两种方法均在极化曲线的超钝化阶段进行，而且需要借助模板或成型电极来实现表面多孔结构加工由于工艺复杂、成本高、无法适用于复杂形状表面等原因使其应用受到限制。因此，亟需一种工艺简单、适用范围广的钝化性金属表面多孔结构的电解加工方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出一种工艺简单、适用范围广的钝化性金属表面多孔结构的电解加工方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钝化性金属表面多孔微结构的电解加工方法，包括以下步骤，

S1：采用动电位扫描法测得对应工件材质的样品在电解质溶液中的阳极极化曲线，确定样品的阳极极化曲线过渡区的电流密度，工件为钝化性金属或含有钝化性金属的合金；

S2：将工件与电源的阳极端电连接，将铂金电极与电源的阴极端电连接；

S3：将工件和铂金电极固定在装有对应电解质溶液的电解池中，工件、铂金电极的电极头浸没在电解质溶液中，将参比电极的电极头浸没在电解质溶液中；

S4：电源供电，控制工件表面的电流密度位于样品的阳极极化曲线过渡区的电流密度区间。

在本发明的其中一个具体实施方式中，电源为高频脉冲电源。

高频脉冲电源产生的脉冲电流使铂金电极在电化学反应中逸出的氢气是断续的，断续逸出的氢气对电解液其搅拌作用，有利于工件表面和铂金电极表面电解产物的去除，提高电解加工精度。

在本发明的其中一个具体实施方式中，参比电极为Ag/AgCl电极。

采用Ag/AgCl电极，动电位扫描法测量过程中一致性较强，测试结果的重现性好。

在本发明的其中一个具体实施方式中，电解质溶液为5％-20％的硝酸钠溶液。