一种乙二醇基电化学抛光液的连续抛光方法和连续抛光装置 |
|||||||
| 申请号 | CN202410091684.4 | 申请日 | 2024-01-23 | 公开(公告)号 | CN117867633A | 公开(公告)日 | 2024-04-12 |
| 申请人 | 南京航空航天大学; | 发明人 | 朱荻; 宋朝阳; 王登勇; | ||||
| 摘要 | 本 发明 属于特种加工技术领域，具体涉及一种乙二醇基电化学 抛光 液 的连续抛光方法和连续抛光装置。本发明提供的连续抛光方法，包括：利用乙二醇基 电化学抛光 液进行电化学抛光，得到待处理抛光液；将所述待处理抛光液中的 水 分进行 蒸发 ，得到蒸发后的抛光液和水蒸气；将所述蒸发后的抛光液冷却至抛光 温度 后，进行除杂，得到再生的抛光液；利用所述再生的抛光液进行电化学抛光，得到待处理抛光液；将所述待处理抛光液重复上述步骤，实现连续抛光。本发明不仅能够避免电化学抛光时 工件 表面 钝化 膜的再次生成，使得 阳极 工件良好抛光，同时还能实现电化学抛光液的再生，进而使电化学抛光的不间断运行，避免频繁的更换抛光液，降低生产成本。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种乙二醇基电化学抛光液的连续抛光方法，其特征在于，包括以下步骤： |
||||||
| 说明书全文 | 一种乙二醇基电化学抛光液的连续抛光方法和连续抛光装置技术领域背景技术[0002] 电化学抛光依靠其低内应力、无切削力、无工具电极损耗等优点广泛用于材料内外表面的抛光和整平。电化学抛光中抛光液直接影响抛光效果。合适的抛光液允许阳极工件溶解抛光，减少杂散腐蚀，有利于降低阳极工件表面粗糙度。酸性抛光液如氢氟酸、高氯酸和中性抛光液如硝酸钠、氯化钠水溶液等广泛应用于电化学抛光中。但酸性抛光液易污染环境，而中性水基盐溶液电化学抛光高度活性的金属时，在工件表面易形成氧化膜阻碍抛光液与工件表面直接接触，合金溶解不均匀，不利于表面的抛光整平。 [0003] 近年来，乙二醇基电化学抛光液依靠其优良的电化学抛光能力被广泛应用。然而乙二醇基电化学抛光液经一段时间使用后，其抛光效果显著变差。这表明乙二醇基电化学抛光液使用寿命短，可重复利用性较差。频繁更换新的乙二醇基电化学抛光液大大提高了加工成本和周期，制约了其在实验室和工业中的广泛应用，不符合绿色环保生产的要求和理念。因此，在电化学抛光中采用合适的方法提高乙二醇基电化学抛光液的重复利用是亟待解决的问题。 发明内容[0004] 本发明的目的在于提供一种乙二醇基电化学抛光液的连续抛光方法和连续抛光装置，本发明提供的方法能够实现乙二醇基电化学抛光液的重复使用，进而实现电化学抛光的连续运行。 [0005] 为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案： [0006] 本发明提供了一种乙二醇基电化学抛光液的连续抛光方法，包括以下步骤： [0007] 步骤1：利用乙二醇基电化学抛光液进行电化学抛光，得到待处理抛光液； [0009] 步骤3：将所述蒸发后的抛光液冷却至抛光温度后，进行除杂，得到再生的抛光液； [0010] 步骤4：利用所述再生的抛光液进行电化学抛光，得到待处理抛光液； [0011] 步骤5：将所述待处理抛光液重复进行步骤1～4，实现连续抛光。 [0012] 优选的，所述蒸发的温度为150～200℃。 [0013] 优选的，得到所述水蒸气后，还包括将得到的水蒸气依次进行冷凝和收集。 [0014] 优选的，所述抛光温度为30～50℃。 [0015] 优选的，所述除杂的方式为过滤。 [0016] 优选的，所述步骤1～5均在密封条件下进行。 [0018] 优选的，所述蒸馏罐1还依次连接有冷凝罐2和储水罐3。 [0019] 优选的，所述冷却罐5和过滤系统7之间还设置有泵6。 [0020] 优选的，所述电化学抛光装置8还连接有电源9。 [0021] 本发明提供了一种乙二醇基电化学抛光液的连续抛光方法，包括以下步骤：步骤1：利用乙二醇基电化学抛光液进行电化学抛光，得到待处理抛光液；步骤2：将所述待处理抛光液中的水分进行蒸发，得到蒸发后的抛光液和水蒸气；步骤3：将所述蒸发后的抛光液冷却至抛光温度后，进行除杂，得到再生的抛光液；步骤4：利用所述再生的抛光液进行电化学抛光，得到待处理抛光液；步骤5：将所述待处理抛光液重复进行步骤1～4，实现连续抛光。本发明提供的方法不仅能够避免电化学抛光时工件表面钝化膜的再次生成，使得阳极工件良好抛光，同时还能实现电化学抛光液的再生，进而使电化学抛光的不间断运行，避免频繁的更换抛光液，降低生产成本。 附图说明 [0022] 图1为本发明提供的连续抛光装置的结构示意图；其中1‑蒸馏罐，2‑冷凝罐，3‑储水罐，4‑温度传感器，5‑冷却罐，6‑泵，7‑过滤系统，8‑电化学抛光装置，9‑电源； [0023] 图2为实施例1中抛光液失效前后抛光后工件的SEM图； [0024] 图3为实施例1中抛光液失效前后抛光后工件的表面粗糙度。 具体实施方式[0025] 本发明提供了一种乙二醇基电化学抛光液的连续抛光方法，包括以下步骤： [0026] 步骤1：利用乙二醇基电化学抛光液进行电化学抛光，得到待处理抛光液； [0027] 步骤2：将所述待处理抛光液中的水分进行蒸发，得到蒸发后的抛光液和水蒸气； [0028] 步骤3：将所述蒸发后的抛光液冷却至抛光温度后，进行除杂，得到再生的抛光液； [0029] 步骤4：利用所述再生的抛光液进行电化学抛光，得到待处理抛光液； [0030] 步骤5：将所述待处理抛光液重复进行步骤1～4，实现连续抛光。 [0031] 在本发明中，若无特殊说明，所有原料均为本领域技术人员熟知的市售产品。 [0032] 本发明利用乙二醇基电化学抛光液进行电化学抛光，得到待处理抛光液。 [0033] 在本发明中，所述乙二醇基电化学抛光液优选包括乙二醇溶剂和中性盐溶质；所述中性盐溶质优选包括氯化钠或硝酸钠。在本发明中，所述乙二醇基电化学抛光液中的中性盐溶质的浓度优选为1mol/L。在本发明中，所述电化学抛光的条件优选包括：抛光时间为40min、抛光电流为1A。本发明对所述电化学抛光的过程没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的即可。在本发明中，所述待处理抛光液即为失效的抛光液。 [0034] 得到所述待处理抛光液后，本发明将所述待处理抛光液中的水分进行蒸发，得到蒸发后的抛光液和水蒸气。 [0035] 在本发明中，所述蒸发的温度优选为150～200℃。在本发明中，在上述温度下能够保证抛光液中的水分及时蒸发且不影响其中的乙二醇。 [0036] 得到所述水蒸气后，本发明还优选包括将得到的水蒸气依次进行冷凝和收集。 [0037] 得到所述蒸发后的抛光液后，本发明将所述蒸发后的抛光液冷却至抛光温度后，进行除杂，得到再生的抛光液。 [0038] 在本发明中，所述抛光温度优选为30～50℃。在本发明中，所述除杂的方式优选为过滤。本发明对所述过滤的过程没有特殊的限定，能够过滤除去抛光液中的不溶性杂质和沉淀即可。 [0039] 得到所述再生的抛光液后，本发明利用所述再生的抛光液进行电化学抛光，得到待处理抛光液。 [0040] 得到所述待处理抛光液后，本发明将所述待处理抛光液重复进行步骤1～4，实现连续抛光。通过重复步骤1～4能够实现抛光液的再生和循环，进行实现电化学抛光的长时间不间断运行。 [0041] 在本发明中，所述步骤1～5均优选在密封条件下进行，能够防止乙二醇基电化学抛光液暴露在空气中而缓慢吸收空气中的水分。 [0042] 本发明还提供了上述技术方案所述的连续抛光方法采用的连续抛光装置，包括依次连通的蒸馏罐1、温度传感器4、冷却罐5、过滤系统7和电化学抛光装置8。 [0043] 在本发明中，所述蒸馏罐1还优选依次连接有冷凝罐2和储水罐3，用于水蒸气的冷凝和收集。 [0044] 在本发明中，所述冷却罐5和过滤系统7之间还优选设置有泵6。 [0045] 在本发明中，所述电化学抛光装置8还优选连接有电源9。 [0046] 在本发明中，所述连续抛光装置的结构示意图如图1所示。 [0047] 下面结合图1对本发明提供的连续抛光方法进行描述：将乙二醇基电化学抛光液置于电化学抛光装置8中，开启电源9，在电场的作用下阴极工具和阳极工件之间发生电化学反应，实现对阳极工件材料的去除和抛光整平；经电化学抛光后得到的待处理抛光液流入蒸馏罐1中；待处理抛光液在蒸馏罐1中进行加热，使得抛光液中的水分蒸发成水蒸气；被蒸发的水蒸气向上经过管道流入冷凝罐2中，冷却至室温，水蒸气液化成液态水；液态水流入储水槽3中收集；蒸发后的抛光液流入冷却罐5中，在温度传感器4的控制下精确冷却至抛光温度，便于后续进行电化学抛光；冷却至抛光温度后的抛光液在泵6的作用下流经过滤系统7，去除抛光液中不溶性杂质和沉淀，提高其纯度，得到再生的抛光液；再生的抛光液流回电化学抛光装置8中进行电化学抛光，通过上述过程进行再生和循环，进而实现电化学抛光的长时间不间断进行。 [0049] 为了进一步说明本发明，下面结合附图和实施例对本发明提供的一种乙二醇基电化学抛光液的连续抛光方法和连续抛光装置进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。 [0050] 实施例1 [0051] 采用图1所示的连续抛光装置进行抛光； [0052] 具体为：将乙二醇基电化学抛光液置于电化学抛光装置8中，开启电源9，在电场的作用下阴极工具和阳极工件之间发生电化学反应，实现对阳极工件材料的去除和抛光整平；经电化学抛光后得到的待处理抛光液(即失效抛光液)流入蒸馏罐1中；待处理抛光液在蒸馏罐1中进行加热，使得抛光液中的水分蒸发成水蒸气；被蒸发的水蒸气向上经过管道流入冷凝罐2中，冷却至室温，水蒸气液化成液态水；液态水流入储水槽3中收集；蒸发后的抛光液流入冷却罐5中，在温度传感器4的控制下精确冷却至抛光温度，便于后续进行电化学抛光；冷却至抛光温度后的抛光液在泵6的作用下流经过滤系统7，去除抛光液中不溶性杂质和沉淀，提高其纯度，得到再生的抛光液；再生的抛光液流回电化学抛光装置8中进行电化学抛光，通过上述过程进行再生和循环，进而实现电化学抛光的长时间不间断进行； [0053] 其中，乙二醇基电化学抛光液中氯化钠的浓度为1mol/L；电化学抛光时间为40min，抛光电流为1A；蒸发的温度为150℃；抛光温度为30℃；整体的抛光系统紧密密封，防止乙二醇基电化学抛光液暴露在空气中而缓慢吸收空气中的水分。 [0054] 对实施例1中，失效前后的抛光液进行抛光后工件的表面进行扫描电镜检测，图2为抛光液失效前后抛光后工件的SEM图，从图2可以看出，经一段时间使用后的失效电化学抛光液再次进行抛光后阳极工件表面出现众多点蚀坑，电化学抛光液中水含量高导致在电化学反应中形成不均匀的钝化膜，严重阻碍了抛光过程中的均匀溶解。而经过本发明中提供的方法进行抛光后，抛光效果显著提高，钝化膜数量显著降低，缺陷数量逐渐减少，表面两相溶解均匀。 [0055] 图3为失效前后的抛光液进行抛光后工件的表面粗糙度，从图3可以看出，失效后的电化学抛光液抛光后表面粗糙度为Ra 0.498μm，本发明提供的方法进行抛光后表面粗糙度降低至Ra 0.132μm。上述结果表明，本发明提供的方法不仅能够避免电化学抛光时工件表面钝化膜的再次生成，使得阳极工件良好抛光，同时还能实现电化学抛光的不间断运行，避免频繁的更换抛光液，降低生产成本。 [0056] 尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈