一種針對含硅鋁合金無磷酸電解拋光配方和工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種針對含硅鋁合金無磷酸電解拋光配方和工藝，針對含硅量超過2%鋁合金的表面處理，將處理干凈的含硅鋁合金工件放入裝有電解液的電解槽內，采用恒流或恒壓進行電解拋光，恒流法時平均電流密度為3-10A/dm2，恒壓法時電壓10-50V，通電時間3-15分鐘，然后水洗、吹干即可得到高光澤的表面。本發明的優點是：解決了含硅量高的鋁合金通過化學拋光無法獲得光亮表面的難題，通過發明的電解液和利用傳統電拋光流程即可得到高光澤的表面，提高了鑄造鋁合金表面的裝飾效果，同時本發明采用的拋光電流密度比一般電解拋光低，能耗低，具有更好的運用價值。
【專利說明】一種針對含硅鋁合金無磷酸電解拋光配方和工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鋁合金材料表面處理方法，特別是適用含硅量超過2%以上的鑄造鋁合金的表面處理，具體涉及一種針對含硅鋁合金無磷酸電解拋光配方和工藝。
【背景技術】
[0002]鋁合金由于其質量輕，大氣中耐腐蝕性好，已經成為廣泛使用的一種材料.對于復雜鋁零件，由于整體機械加工成本過高，目前主要采用鑄造的方法。而含硅量高的鋁合金特別適合鑄造，因為硅元素加入到熔融鋁液中可以提高鋁液的流動性，從而降低氣孔、沙眼等各種鑄造缺陷。因此在鑄造鋁合金選擇時，各個廠家大都采用含硅量高的鋁合金進行鑄造，如目前廣泛使用ADC12含硅量在10%—12%，但是硅元素的加入給鋁合金的表面處理帶來困難，使得鑄造鋁合金難以被化學拋光，無法得到光亮的表面。為解決含硅量高的鋁合金表面光澤問題，很多科研工作者付出了巨大的努力，但效果不理想；本單位科研工作者在不懈努力下，通過電化學方法終于突破技術難關。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種針對含硅鋁合金無磷酸電解拋光配方和工藝，特別是適用于含硅量超過2%，采用普通化學拋光難以獲得光亮表面的鋁合金，該工藝能夠在含硅量高達10%左右的ZL 102，ADC12 (日本牌號)鑄造鋁合金表面獲得高光澤的表面，對含硅量小的鋁表面獲得光澤度更好。
[0004]本發明是這樣來實現的，一種針對含硅鋁合金無磷酸電解拋光工藝，其特征在于工藝方法為:
(1)將含硅鋁合金工件上掛，掛具采用鋁合金或鈦合金，保證接觸良好，經過除油處理，得到無油的表面，水清洗干凈；
(2)用鋁質夾具鈦夾具固定好，放入裝有研制電解液的電解槽，電解液溫度控制在30—60攝氏度，采用恒流進行拋光，平均電流密度為3-10A/dm2，如采用恒壓進行拋光，電壓控制在10-50V，通電時間3-15分鐘，也可根據需要適當延長時間，光亮度會更好；
(3)在拋光時，采用循環泵攪拌電解液，電解拋光結束后，斷電后將工件取出，進行冷水洗和熱水洗，
(4)水洗后壓縮空氣吹干就可以下掛。
[0005]一種針對含硅鋁合金無磷酸電解拋光配方，其特征在于:所述含硅鋁合金電解液組份和工藝參數含量如下:85%以上的二乙醇胺體積比60-75%，40%含量的氫氟酸體積比25-40%。
[0006]本發明所述含硅鋁合金電解液配置使用時，其pH值控制在4-7，較佳值為5-6.5。
[0007]本發明所述電解液物質和體積比一樣，采用其它含量二乙醇胺和氫氟酸進行配置時，其pH值控制在4-7之間。
本發明的優點是:解決了含硅量高的鋁合金通過化學拋光獲得光亮表面的難題.通過發明的電解液和利用傳統電拋光流程即可得到高光澤的表面，提高了造鋁表面的裝飾效果.同時本發明采用的拋光電流密度比一般電拋光低，能耗低，具有更好的運用價值；本發明采用的電解液不含磷酸，突破的傳統拋光體系。
【具體實施方式】
[0008]以下以實施例對本發明作進一步詳細描述，但本實施例并不用于限制本發明，凡是采用本發明的相似結構及其相似變化，均應列入本發明的保護范圍。
[0009]本發明的工藝流程如下所示:噴砂一上掛一除油一水洗一電解拋光一水洗—水洗一吹干-下掛。
[0010](1)噴砂；大多數鑄造鋁合金表面有組織缺陷，采用噴砂可以去除表面的缺陷，對于含硅表面無組織缺陷的可以不使用。
[0011](2)上掛；由于拋光試樣為陽極，一般的可溶性金屬不適用，建議使用鋁制掛具，掛具于試樣觸點以外的地方用絕緣涂料處理.上掛要保證試樣與掛具接觸良好。
[0012](3)除油；油污附著在試樣表面，會影響實驗表面的導電性，同時也會污染拋光液，因此，用于拋 光的試樣必須除油干凈，特別是壓鑄鋁合金表面的脫模劑必須除去。
(4)電解拋光；電解拋光時試樣作陽極，可以采用鉛板或其它不被氫氟酸腐蝕的金屬都可以。
[0013]電解拋光采用的電解液為:85%以上的二乙醇胺體積比60_75%，40%含量的氫氟酸體積比25-40% ;其pH值控制在4-7之間。
[0014]電解液溫度控制在30-60攝氏度，溫度低拋光時間長并且亮度低，而溫度過高，或導致硅化學溶解低于鋁的溶解使試樣表面發黑.在正常工藝溫度范圍內，一般拋光時間控制在3-10分鐘。
[0015](5)水洗；由于拋光液較粘稠，呈酸性，因此在拋光結束后要立即進行水洗，以保證拋光液不能對鋁基材產生腐蝕而影響表面的光澤。
[0016](6)干燥；經過電解拋光和水洗后的試樣可以直接用無油的壓縮空氣吹干，也可以采用烘箱烘干。
[0017]實施例一:
本實施用于本發明的拋光液和拋光方法。
[0018]電解液配置:85%的二乙醇胺60%，40%含量的氫氟酸40% ;其pH值控制在4-7 ；電解液溫度控制在40-50攝氏度，電流密度為5A/dm2，通電時間10分鐘。
[0019]實施例二:
本實施用于本發明的拋光液和拋光方法。
[0020]電解液配置:85%的二乙醇胺55%，40%含量的氫氟酸45%，其pH值控制在4_7 ；電解液溫度控制在40-50攝氏度，電壓40V，通電時間10分鐘。
[0021]實施例三:
本實施用于本發明的拋光液和拋光方法。
[0022]電解液配置:98%的二乙醇胺60%，40%含量的氫氟酸40%，其pH值控制在4_7 ；電解液溫度控制在40-50攝氏度，電壓30V，通電時間10分鐘。
[0023]實施例四:本實施用于本發明的拋光液和拋光方法。
[0024]電解液配置:98%的二乙醇胺60%，50%含量的氫氟酸40 %，其pH值控制在5_7 ；電解液溫度控制在40-50攝 氏度，電壓30V，通電時間15分鐘。
【權利要求】
1.一種針對含硅鋁合金無磷酸電解拋光工藝，其特征是方法步驟如下: (1)將含硅鋁合金工件上掛，掛具采用鋁合金或鈦合金，保證接觸良好，經過除油處理，得到無油的表面，水清洗干凈； (2)用鋁質夾具鈦夾具固定好，放入裝有研制電解液的電解槽，電解液溫度控制在30—60攝氏度，采用恒流或恒壓進行電化學拋光，通電時間3-15分鐘，也可根據需要適當延長時間，光亮度會更好； (3)在拋光時，采用循環泵攪拌電解液，電解拋光結束后，斷電后將工件取出，進行冷水洗和熱水洗， (4)水洗后壓縮空氣吹干就可以下掛。
2.一種根據權利要求1所述的針對含硅鋁合金無磷酸電解拋光配方，其特征在于:所述電解液配方的組份和含量為:85%以上的二乙醇胺體積比60-75%，40%含量的氫氟酸體積比 25-40%。
3.根據權利要求2所述的一種針對含硅鋁合金無磷酸電解拋光配方，其特征是:配置電解液時PH值控制在4-7，pH較佳值為5-6.5。
4.根據權利要求2或3所述的一種針對含硅鋁合金無磷酸電解拋光配方，其特征是:所述電解液組份采用其它含量二乙醇胺和氫氟酸進行配置時，其PH值控制在4-7之間。
5.根據權利要求1所述的一種針對含硅鋁合金無磷酸電解拋光工藝，其特征是:采用電流進行拋光，平均電流密度為3-10A/dm2。
6.根據權利要求1所述的一種針對含硅鋁合金無磷酸電解拋光工藝，其特征是:采用恒壓進行拋光，電壓控制在10-50V。
【文檔編號】C25F3/20GK104032364SQ201410275209
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月19日 優先權日:2014年6月19日
【發明者】邵志松, 周韋, 曹經倩, 史少欣 申請人:南昌航空大學