一種無磷電解拋光液及其對工件表面的拋光處理工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電化學拋光技術領域，具體涉及一種無磷電解拋光液及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002]電解拋光，是以被拋工件為陽極，不溶性金屬為陰極，兩極同時浸入到電解槽中，通以直流電化學反應而產生有選擇性的陽極溶解，從而達到工件表面除去細微毛刺和光亮度增大的效果。
[0003]現有的不銹鋼電解拋光液絕大多數以磷酸、硫酸為主要成分，再配以相應的添加劑，甚至有的配方加以鉻酐來提高電解拋光的效果。例如，申請號為200510109406的專利“電解拋光液和其平潭化金屬層的方法”使用的配方即包含醇基添加劑、磷酸和有機酸。申請號為201410171714的專利“拋光液及其制備方法和應用”使用的腐蝕劑為硫酸和磷酸。
[0004]現有的拋光液配方中，鉻酸毒性大且腐蝕性強；磷酸則價格昂貴，并且當水體中磷含量超過20mg/L時，會導致水體富營養化，造成藻類大量繁殖，藻體死亡后分解會使水體產生霉味和臭味，影響魚類等水生生物的生存。
[0005]申請號為201110151813.7的專利公開了 “一種不銹鋼無鉻電解拋光液及其表面拋光處理工藝”，雖然避免了無磷無鉻酸的使用，但是其中使用的主要成分甲醇或乙醇物質對人體會產生毒害作用。因此，開發一種無磷無污染、對人體無害、綠色環保的電解拋光液具有非常重要的意義。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于，提供一種無磷電解拋光液以及該無磷電解拋光液對工件表面的拋光處理工藝。
[0007]本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案如下:
[0008]一種無磷電解拋光液，該無磷電解拋光液的組成為:硫酸、有機酸、光亮劑、粘度調節劑、緩蝕劑、水；其中，硫酸的含量為30 %?60 %，有機酸的含量為15 %?35 %，光亮劑的含量為1%?5%，粘度調節劑的含量為2%?10%，緩蝕劑的含量為1%?5%，水的含量20%?30%。
[0009]優選地，所述有機酸為檸檬酸和草酸，所述檸檬酸的含量為10%?18%，草酸的含量為5%?17%。
[0010]優選地，所述光亮劑選自糖精、苯甲酸、水楊酸、磺酸、葡萄糖中的一種或多種。
[0011]優選地，所述粘度調節劑選自甘油、聚乙二醇、明膠、骨膠中的一種或多種。
[0012]優選地，所述緩蝕劑選自六亞甲基四胺、若丁、硫脲、二戊基胺、甲苯硫脲、乙二胺四乙酸胺中的一種或多種。
[0013]本發明還提供所述無磷電解拋光液的制備方法，該方法為:將水加入容器內，然后將光亮劑加入水中攪拌溶解，再加入有機酸攪拌溶解，最后依次加入硫酸、粘度調節劑、緩蝕劑攪拌溶解。所述有機酸優選為檸檬酸和草酸的組合。
[0014]本發明還提供了所述無磷電解拋光液對不銹鋼表面進行拋光處理的應用。
[0015]本發明還提供所述的無磷電解拋光液對不銹鋼表面進行拋光處理的工藝方法，該方法為:以不銹鋼工件作為陽極接電源正極，以耐拋光液腐蝕的導電材料作為陰極接電源負極，以所述無磷電解拋光液為電解液，加熱電解液溫度到55?65°C，然后調整電壓在8?10伏，拋光時間為3?5分鐘。所述無磷電解拋光液的配方為:硫酸30 %?60 %，檸檬酸10%?18%，草酸5%?17%，光亮劑I %?5%，粘度調節劑2%?10%，緩蝕劑I %?5%，水 20%?30%。
[0016]與現有技術相比，本發明的有益效果如下:
[0017]1，本發明通過對電解拋光液各組成成分進行研宄，在每一組成成分的可選物質中選擇其中的一種或多種進行比較與實驗，排除了慣用的腐蝕劑磷酸，避用含有任何重金屬(六價鉻等)物質、任何對人體有毒害的物質(如甲醇、乙醇等)和任何易燃易爆物質(如高氯酸等)，制備了無磷型環保電解拋光液。該電解拋光液清洗工藝過程產生的廢水，不含有環保標準禁止的成分，廢水處理也十分方便，對人體和牲畜無毒害作用。
[0018]2，針對本發明的無磷電解拋光液，還制定了該無磷電解拋光液對不銹鋼工件進行拋光處理的最佳拋光工藝條件，電解拋光效果完全達到原有磷酸類電解拋光液的拋光效果，而且拋光時間短、加工成本低。
[0019]3，本發明的電解拋光液包含了檸檬酸和草酸兩種有機酸，檸檬酸和草酸兩種有機酸的復合使用相對于單獨使用檸檬酸具有更好的拋光效果。如果電解拋光液中僅單獨使用檸檬酸一種有機酸，則拋光效果并不理想，會出現拋光表面不光滑、拋光亮度不夠的瑕疵；將檸檬酸和草酸混合使用則能夠克服拋光表面不光滑、拋光亮度不夠的缺陷。
【具體實施方式】
[0020]以下通過具體實施例來說明本發明的技術方案。本發明中所用的原料和試劑均市售可得。
[0021]首先配制無磷電解拋光液:將水加入容器內，然后將光亮劑加入水中攪拌溶解，再加入有機酸攪拌溶解，最后依次加入硫酸、粘度調節劑、緩蝕劑攪拌溶解。所述有機酸優選為朽1檬酸和草酸的組合。
[0022]將配制的無磷電解拋光液加入電解槽中，將不銹鋼工件作為陽極接電源正極，以耐拋光液腐蝕的導電材料(如鉛或不銹鋼)作為陰極接電源負極，陰陽極面積比為I?3:1 ;以所述無磷電解拋光液為電解液，加熱電解液溫度到55?65°C，加載電壓進行電解拋光。無磷電解拋光液組成(均按質量分數計算)、電流密度以及拋光時間參見下面的各個實施例。以下各實施例中采用的硫酸為市售的質量分數98%的濃硫酸。
[0023]實施例一
[0024]無磷電解拋光液組成:硫酸40 %，檸檬酸10 %，草酸10 %，糖精5 %，甘油10 %，六亞甲基四胺2%，水23%。
[0025]電解條件:電解液溫度60°C，電壓9伏，電流密度40A/dm2，拋光時間4min。
[0026]實施例二
[0027]無磷電解拋光液組成:硫酸45 %，檸檬酸10 %，草酸8 %，糖精5 %，甘油4 %，六亞甲基四胺3%，水25%。
[0028]電解條件:電解液溫度55°C，電壓10伏，電流密度50A/dm2，拋光時間3min。
[0029]實施例三
[0030]無磷電解拋光液組成:硫酸30 %，檸檬酸15 %，草酸10 %，糖精5 %，甘油12 %，六亞甲基四胺3%，水25%。
[0031]電解條件:電解液溫度50°C，電壓8伏，電流密度30A/dm2，拋光時間4.5min。
[0032]實施例四
[0033]無磷電解拋光液組成:硫酸60 %，檸檬酸10 %，草酸5 %，糖精2 %，甘油I %，六亞甲基四胺2%，水20%。
[0034]電解條件:電解液溫度50°C，電壓10伏，電流密度45A/dm2，拋光時間4min。
[0035]實施例五
[0036]無磷電解拋光液組成:硫酸30 %，檸檬酸15 %，草酸15 %，糖精2 %，甘油10 %，六亞甲基四胺3%，水25%。
[0037]電解條件:電解液溫度60°C，電壓10伏，電流密度50A/dm2，拋光時間3min。
[0038]實施例六
[0039]無磷電解拋光液組成:硫酸40%，檸檬酸15%，草酸8%，苯甲酸3%，聚乙二醇2%，若丁 2%，水 30%。
[0040]電解條件:電解液溫度60°C，電壓8伏，電流密度30A/dm2，拋光時間5min。
[0041]實施例七
[0042]無磷電解拋光液組成:硫酸35%，檸檬酸18%，草酸15%，水楊酸2%，明膠2%，乙二胺四乙酸銨3%，水25%。
[0043]電解條件:電解液溫度55°C，電壓10伏，電流密度50A/dm2，拋光時間4min。
[0044]實施例八
[0045]無磷電解拋光液組成:硫酸40 %，檸檬酸15 %，草酸10 %，磺酸5 %，骨膠2 %，甲苯硫脲3%，水25%。
[0046]電解條件:電解液溫度55°C，電壓10伏，電流密度50A/dm2，拋光時間4min。
[0047]上述實施例中的電解拋光工藝對不銹鋼表面進行拋光后，將不銹鋼表面進行平滑的同時，還賦予不銹鋼表面充分的光澤，不銹鋼表面拋光后的光亮值最高可達300GU，完全達到含磷型電解拋光后的光亮值。
[0048]上述僅為本發明的部分優選實施例，本發明并不僅限于實施例的內容。對于本領域中的技術人員來說，在本發明技術方案的構思范圍內可以有各種變化和更改，所作的任何變化和更改，均在本發明保護范圍之內。
【主權項】
1.一種無磷電解拋光液，該無磷電解拋光液的組成為:硫酸、有機酸、光亮劑、粘度調節劑、緩蝕劑、水；其中，硫酸的含量為30 %?60 %，有機酸的含量為15 %?35 %，光亮劑的含量為1%?5%，粘度調節劑的含量為2%?10%，緩蝕劑的含量為1%?5%，水的含量20%?30%。
2.如權利要求1所述的一種無磷電解拋光液，其特征在于:所述有機酸為檸檬酸和草酸，所述檸檬酸的含量為10%?18%，草酸的含量為5%?17%。
3.如權利要求1所述的一種無磷電解拋光液，其特征在于:所述光亮劑選自糖精、苯甲酸、水楊酸、磺酸、葡萄糖中的一種或多種。
4.如權利要求1所述的一種無磷電解拋光液，其特征在于:所述粘度調節劑選自甘油、聚乙二醇、明膠、骨膠中的一種或多種。
5.如權利要求1所述的一種無磷電解拋光液，其特征在于:所述緩蝕劑選自六亞甲基四胺、若丁、硫脲、二戊基胺、甲苯硫脲、乙二胺四乙酸胺中的一種或多種。
6.權利要求1-5任一項所述的無磷電解拋光液的制備方法，該方法為:將水加入容器內，然后將光亮劑加入水中攪拌溶解，再加入有機酸攪拌溶解，最后依次加入硫酸、粘度調節劑、緩蝕劑攪拌溶解。
7.權利要求1-5任一項所述的無磷電解拋光液對不銹鋼表面進行拋光處理的應用。
8.權利要求1-5任一項所述的無磷電解拋光液對不銹鋼表面進行拋光處理的工藝方法，該方法為:以不銹鋼工件作為陽極接電源正極，以耐拋光液腐蝕的導電材料作為陰極接電源負極，以所述無磷電解拋光液為電解液，加熱電解液溫度到55?65°C，然后調整電壓在8?10伏，拋光時間為3?5分鐘。
9.如權利要求8所述的無磷電解拋光液對不銹鋼表面進行拋光處理的工藝方法，其特征在于，所述無磷電解拋光液的配方為:硫酸30%?60%，梓檬酸10%?18%，草酸5%?17%，光亮劑1%?5%，粘度調節劑2%?10%，緩蝕劑1%?5%，水20%?30%。
【專利摘要】本發明公開了一種無磷電解拋光液及其對工件表面的拋光處理工藝。所述無磷電解拋光液的組成為：硫酸、有機酸、光亮劑、粘度調節劑、緩蝕劑、水；其中，硫酸的含量為30％～60％，有機酸的含量為15％～35％，光亮劑的含量為1％～5％，粘度調節劑的含量為2％～10％，緩蝕劑的含量為1％～5％，水的含量為20％～30％。本發明的無磷電解拋光液不含環保標準禁止的成分，清洗過程產生的廢水處理方便，對人體和牲畜無毒害作用。本發明還制定了該無磷電解拋光液對不銹鋼工件進行拋光處理的最佳拋光工藝條件，電解拋光效果完全達到原有磷酸類電解拋光液的拋光效果，而且拋光時間短、加工成本低。
【IPC分類】C25F3-24
【公開號】CN104878442
【申請號】CN201510344408
【發明人】王琪, 姚志輝
【申請人】上海脈諾金屬表面處理技術有限公司
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年6月19日