[发明专利]一种金属材料表面电解毛化方法

说明书

本发明公开了一种金属材料表面电解毛化方法，包括如下步骤：S1.通过电解液导引喷头在金属材料的工件表面待加工区域导引高分子聚合物电解介质，使工具电极与工件表面之间充满高分子聚合物电解介质；所述高分子聚合物电解介质为聚丙烯酰胺水凝胶、羧甲基纤维素钠水凝胶或聚乙烯醇水凝胶中的一种或几种；S2.利用电源在工具电极与工件表面之间施加电压进行电解反应，电解反应完成后，得到表面毛化的工件。本发明的金属材料表面电解毛化方法采用特殊的高分子聚合物作为电解质，定域性好，毛化效果均匀，毛化区域内形貌可控，能够实现任意复杂表面或复杂工件表面的任意特定位置毛化，且能够提高能量利用率，是一种环境友好型的毛化方法。

技术领域

本发明涉及金属材料表面毛化技术领域，更具体地，涉及一种金属材料表面电解毛化方法。

背景技术

金属材料广泛运用于制造业，根据不同产品的性能要求，用金属材料制作的工件表面不仅需要有良好的强度、硬度、刚性、耐磨性、耐腐蚀性，有时还要具备良好的流动冲压性、涂覆性、吸光、吸波性等。金属材料工件表面经过毛化处理后恰好能使上述性能得到满足，因此表面毛化工艺在制造业中蓬勃发展。

表面毛化技术属于表面工程范畴,是表面技术的具体应用分支。毛化表面是指表面具有均匀、规则、致密小凹坑的工作表面。理想的情况是金属毛化表面具有较低的Ra值和尽可能多的凹坑，Ra是指表面轮廓对中线的算术平均偏差。

目前，喷丸毛化技术、电火花毛化技术、和激光毛化技术为三大常见的毛化技术。但是，喷丸处理后的金属材料表面在工作使用中其Ra和Pc值下降明显。喷丸处理残留的硬质颗粒也会使设备快速磨损。电火花毛化后的工件表面形貌呈统计分布，毛化后Ra和Pc之间比例不能调节，工件毛化前如果表面不干净易产生色差。激光毛化后的工件表面过于整齐和规律，喷漆后易可见螺旋纹路，影响喷漆后板材的美观，另外其加工设备普遍昂贵，维护困难，还会对环境和空气造成一定污染。

另外，采用电解方法进行金属产品表面毛化也是一个选择，但是，现有技术常用的电解液(NaCl、NaNO₃等)电解加工时虽能产生一定的点蚀，但是毛化效果不均匀，点蚀坑直径大小差别较大，不同区域PC值也有较大差异，而且定域性较差。

因此，需要开发出新的金属材料表面电解毛化方法。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述电解方法的毛化效果不均匀、定域性较差的缺陷，提供一种金属材料表面电解毛化方法，提供的表面电解毛化方法采用特殊的高分子聚合物作为电解质，定域性好，毛化效果均匀，毛化区域内形貌可控，能够实现任意复杂表面或复杂工件表面的任意特定位置毛化，且能够提高能量利用率，是一种环境友好型的毛化方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种金属材料表面电解毛化方法，包括如下步骤：

S1.通过电解液导引喷头在金属材料的工件表面待加工区域导引高分子聚合物电解介质，使工具电极与工件表面之间充满高分子聚合物电解介质；所述高分子聚合物电解介质为聚丙烯酰胺水凝胶、羧甲基纤维素钠水凝胶或聚乙烯醇水凝胶中的一种或几种；

S2.利用电源在工具电极与工件表面之间施加电压进行电解反应，电解反应完成后，得到表面毛化的工件。

发明人研究发现，采用聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素钠或聚乙烯醇作为电解质，制备的高分子聚合物电解介质用于电解方式的表面毛化时，定域性好，毛化效果均匀，毛化区域内形貌可控，能够实现任意复杂表面或复杂工件表面的任意特定位置毛化，且能够提高能量利用率，是一种环境友好型的毛化方法。

以聚丙烯酰胺为例，原理阐述如下：