一種用于鈷基合金的電化學拋光液的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電化學拋光領域，具體涉及一種用于鈷基合金的新型的電化學拋光 液。
【背景技術】
[0002] 電化學拋光也稱電解拋光，是以被拋工件為陽極，不溶性金屬或非金屬材料為陰 極，兩極同時浸入到電解槽中，通以直流電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] 電化學拋光現在被大家公認的主要為黏膜理論。該理論主要為：工件上脫離的金 屬離子與拋光液中的高黏度成分形成一層鹽膜吸附在工件表面，這種黏膜在凸起處較薄， 凹處較厚，因凸起處電流密度高而溶解快，隨黏膜流動，凹凸不斷變化，粗糙表面逐漸被整 平的過程。
[0004] 電化學拋光的特點是：①拋光的表面不會產生變質層，無附加應力，并可去除 或減小原有的應力層；②對難于用機械拋光的硬質材料、軟質材料以及薄壁、形狀復雜 、細小的零件和制品都能加工；③拋光時間短，而且可以多件同時拋光，生產效率高； ④電解拋光所能達到的表面粗糙度與原始表面粗糙度有關，一般可提高兩級。
[0005] 目前公開的主流鈷基合金電化學拋光技術主要采用以高氯酸為主，再加入冰醋酸 (或醋酐）或醇類等為主要成分的拋光液。該類拋光液的主要特點是通用性強、參數適應性 好、拋光質量好等，除可用于鈷基合金電化學拋光外，還能用于鋁合金、不銹鋼、鎳基合金、 鉬基合金等多種金屬的電化學拋光，現已成功地在鐘表行業的零部件拋光中獲得超過十年 的應用。但是，該類拋光液存在影響重大難以解決的缺點，具體而言：
[0006] 高氯酸是一種無機強酸，可以提供拋光液的導電性，提高拋光液的導電率，提高分 散能力和陽極電流效率，在拋光過程中起主要的溶解作用；然而，高氯酸具有極強的強氧化 性，常溫常壓下不穩定易分解，生成有毒、強刺激性的氣體，與很多可燃物接觸會發生劇烈 反應甚至燃燒、爆炸，生產過程中對操作人員及周邊環境人員存在很大安全隱患，危害操作 人員及周邊環境人員的身體健康。
[0007] 冰醋酸是一種黏度較大的有機弱酸，其在拋光過程中起一定的溶解作用，還有利 于形成工件表面的黏液膜層，促使選擇性溶解發生，阻止工件表面發生過腐蝕；然而，冰醋 酸常溫常壓下易揮發，產生有毒、強刺激性的氣味，危害操作人員及周邊環境人員的身體健 康。
[0008] 醇類的分子間可形成氫鍵而發生締合作用，在工件表面形成黏液膜層，使凹陷處 溶解速度減慢，凸出處溶解速度加快，最終獲得平整、光滑的表面。然而，醇類包括甲醇、乙 醇等多屬于易燃物，與具有強氧化性、強助燃性的高氯酸混合在一起時存在較大的安全隱 患，易發生燃燒、爆炸等嚴重事故。
[0009] 綜上所述，該類配方含有主要成分在常溫常壓下易揮發、易分解，嚴重降低了該類 拋光液的使用壽命，且安全性差。
【發明內容】
[0010] 本發明的目的是克服現有技術的缺點，提供一種效果顯著、使用壽命長、安全性好 的用于鈷基合金的新型電化學拋光液。
[0011] 本發明提供了一種用于鈷基合金的電化學拋光液，所述拋光液包含以下體積比的 成分：濃磷酸：濃硫酸：乙二醇=23~43 :12~45 :12~65。
[0012] 優選地，所述拋光液包含以下體積比的成分：濃磷酸：濃硫酸：乙二醇=30~38 : 14 ~25 :45 ~56〇
[0013] 進一步優選地，所述拋光液包含以下體積比的成分：濃磷酸：濃硫酸：乙二醇= 36 ：15 ：49〇
[0014] 上述成分中，所述濃磷酸為濃度不小于85%的磷酸，起到溶解作用，其高黏度特性 還有利于形成工件表面的黏液膜層，促使選擇性溶解發生，阻止工件表面發生過腐蝕。所述 濃硫酸為濃度不小于98 %的硫酸，可以提尚拋光液的導電性，提尚拋光液的導電率，提尚分 散能力和陽極電流效率，在拋光過程中起主要的溶解作用。所述乙二醇的分子間可形成氫 鍵而發生締合作用，在工件表面形成黏液膜層，使凹陷處溶解速度減慢，凸出處溶解速度加 快，最終獲得平整、光滑的表面，通過降低酸液濃度和提高拋光液黏度來實現緩蝕的目的。
[0015] 本發明提供的電化學拋光液還包含添加劑，所述添加劑在拋光液中的添加量為 〇. Ι-lg/L，優選為 0. 3-0. 7g/L，進一步優選為 0. 5g/L。
[0016] 本發明所述添加劑為多羥基醛或多羥基酮的聚合物及其衍生物、鈷的氯化物、鉻 的氯化物中的一種或多種，優選為六水合氯化鈷、六水合氯化鉻、葡萄糖中的一種或多種， 進一步優選為六水合氯化鈷、六水合氯化鉻和葡萄糖。所述添加劑可以提高拋光后鈷基合 金表面的均勻度和光亮度；具體而言，氯化鈷和氯化鉻可以使鈷基合金中各金相成分腐蝕 速度相近，提高被拋光表面的光澤，葡萄糖易在鈷基合金表面形成配合物，從而改變一些沉 積物的性能，有助于提高工件表面的均勻性，使工件白亮和發光。
[0017] 作為優選方案，本發明所述電化學拋光液由以下體積百分比的成分混合而成：濃 磷酸23-43%，濃硫酸12-45%，乙二醇12-65%，上述三種成分的體積之和為100%;另外添 加0. Ι-lg/L添加劑，所述添加劑為六水合氯化鈷、六水合氯化鉻、葡萄糖中的一種或多種。
[0018] 更優選地，所述電化學拋光液由以下體積百分比的成分混合而成：濃磷酸 30-38%，濃硫酸14-25%，乙二醇45-56%，上述三種成分的體積之和為100% ;另外添加 0. 3-0. 7g/L添加劑，所述添加劑為六水合氯化鈷、六水合氯化鉻、葡萄糖中的一種或多種。
[0019] 進一步優選地，所述電化學拋光液由以下體積百分比的成分混合而成：濃磷酸 36%，濃硫酸15%，乙二醇49% ;另外添加0. 5g/L添加劑，所述添加劑為六水合氯化鈷、六 水合氯化鉻、葡萄糖中的一種或多種。
[0020] 作為本發明的最優選方案，所述電化學拋光液由以下體積百分比的成分混合而 成：濃磷酸36%，濃硫酸15%，乙二醇49% ;另外添加0. lg/L六水合氯化鈷，0. 2g/L六水 合氯化鉻和〇.2g/L葡萄糖。
[0021] 本發明所述各成分混合均勻后即得所述電化學拋光液；各成分均市售可得。
[0022] 本發明進步一保護所述電化學拋光液在鈷基合金表面電化學拋光中的應用。本發 明所述鈷基合金是本領域常規的以鈷作為主要成分的硬質合金，其性質特殊，在各個領域 均有廣泛的應用；在醫學領域，所述鈷基合金可以被加工成各種元件和醫療器械。
[0023] 與現有技術相比，本發明提供的拋光液具有以下顯著的效果：
[0024] 1)本發明提供的拋光液拋光效果好，可以針對性地應用于鈷基合金材質的工件表 面的電化學拋光