一种电解液及其制备方法技术

本发明专利技术属于电化学领域，公开了一种电解液，包括氯化钠、乙醇和乙二醇。本发明专利技术采用乙醇和乙二醇作为溶剂，溶解氯化钠，制得非水基电解液，其中乙醇和乙二醇既可以完全溶解氯化钠，也具有较高的电导率。所制得的电解液粘度较低，可以在射流电解中获得较高的流速；同时电解液沸点较高，稳定性好。所述电解液能够有效避免加工过程中钛合金表面的腐蚀，以及引起的表面粗糙，制得的钛合金材料表面粗糙度Ra可低至0.082um。本发明专利技术的电解液，制备过程简单，原材料成本低廉，绿色环保。

An electrolyte and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种电解液及其制备方法
本专利技术属于电化学领域，特别涉及一种电解液及其制备方法。
技术介绍
电解加工又称电化学加工，是基于电解过程阳极溶解原理，并借助预先成型的阴极将工件按照一定的形状和尺寸加工成型的工艺方法。在加工过程中，极间通以低电压、高电流密度的直流电或脉冲电流，同时通以高速流动的电解液。阴极工件以一定的速度推进，以维持电极间的恒定小间隙。阳极工件则遵循法拉第定律按照阴极工件的形状不断溶解，直到其形状和尺寸均达到要求为止。该技术早先主要应用于航空涡轮机叶片以及炮管膛线的加工，其后又逐渐扩大到锻模型腔、深孔、小孔、截面叶片以及整体叶轮及去毛刺加工等领域。随着对电解加工技术的快速制造、工艺柔性需求日益增加，基于电解加工机理，结合数控技术，逐渐发展出电解射流加工技术。其不仅继承了电解加工的众多优点，且具有较高的工艺柔性和加工精度。钛合金由于其优秀性能被广泛应用于工业领域关键构件的制造，但钛合金作为一种典型的难加工材料，其传统加工技术面临诸多困难。电解射流加工作为一种非接触的柔性加工，加工过程不存在热力影响，不受工件硬度影响，成为了钛合金精密加工的一种潜在技术。但是电解射流加工采用的是水基电解液，利用水作为溶剂，而水具有一定的氧化性，会发生水电解的副反应形成氧气。对于传统的目标材料，这个副反应并不会造成劣化的阳极界面。但是对于钛合金，因为钛元素极其活泼，钛及钛合金表面容易与氧化性介质发生反应，阳极生成极其致密的氧化层，导致不均匀腐蚀，形成粗糙的表面质量与劣化的形状精度。因此，希望提供有一种电解液，能够有效避免加工过程中因钛合金表面的腐蚀而引起表面粗糙。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种电解液，能够有效避免因钛合金表面腐蚀而引起的表面粗糙，提高钛合金表面精度。一种电解液，包括氯化钠、乙醇和乙二醇。优选的，一种电解液，按重量份计，包括以下组分：氯化钠1-8份，乙醇3-15份，乙二醇80-95份。进一步优选的，一种电解液，按重量份计，包括以下组分：氯化钠3-5份，乙醇5-10份，乙二醇85-92份。最优选的，一种电解液，按重量份计，包括以下组分：氯化钠5份，乙醇10份，乙二醇85份。一种电解液的制备方法，包括以下步骤：称取氯化钠、乙二醇与乙醇，混合，溶解，即制得所述电解液。具体的，一种电解液的制备方法，包括以下步骤：按照质量比称取乙二醇与乙醇，混合均匀，再称取氯化钠加入其中，进行搅拌，使粉末完全溶解，即制得所述电解液。一种钛合金的电解射流加工工艺，包括以下步骤：(1)将钛合金工件安装于电解装置内；(2)在电解槽内注入所述电解液，加压，使所述电解液形成高速流动的电解液，即电解液射流；(3)开启电源与位移装置，采用步骤(2)所述的电解液射流对钛合金进行加工。步骤(2)中加压过程的压力为0.1-0.5Mpa；优选的，步骤(2)中加压过程的压力为0.2-0.3Mpa。步骤(3)加工的过程中喷嘴的移动速度为3-15mm/s，加工的电流为0.1-0.3A，加工的间隙0.3-1mm。一种钛合金材料，采用所述电解液电解制得。钛合金射流电解加工过程中，一方面，钛合金极易生成氧化层，且所形成的氧化层极为稳定；另一方面，电解液射流边缘分布有小电流密度，在小电流密度作用下，钛合金表面会与水分子发生氧化反应，形成稳定的氧化层。氧化层难以完全去除，氧化层局部破损后，腐蚀速度更快，腐蚀后造成精度劣化。因此，从原理上出发，消除水分子从而避免氧化层生成，是十分重要的。但传统电解的电解液都是以水为溶剂，必然存在大量水分子。专利技术人发现采用乙醇和乙二醇作为溶剂，溶解氯化钠，制得非水基的电解液，其中乙醇和乙二醇既可以完全溶解氯化钠，也具有较高的电导率。所制得的电解液粘度较低，可以在射流电解中获得较高的流速；同时电解液沸点较高，稳定性好。在电解液的制备中加入乙醇，一方面，可以稳定乙二醇溶剂，因为乙二醇具有一定的吸湿性，在暴露于空气中后，会吸收空气中的水蒸气，带入电解液，从而引起钛合金的氧化，导致精度变差，而加入乙醇可降低乙二醇的吸湿性。另一方面，加入乙醇可降低电解液的粘度，可在电解加工间隙中形成高速流场，保证加工精度。相对于现有技术，本专利技术的有益效果如下：(1)本专利技术采用乙醇和乙二醇作为溶剂，溶解氯化钠，制得非水基电解液，其中乙醇和乙二醇既可以完全溶解氯化钠，也具有较高的电导率。所制得的电解液粘度较低，可以在射流电解中获得较高的流速；同时电解液沸点较高，稳定性好。所述电解液能够有效避免加工过程中钛合金表面的腐蚀，以及引起的表面粗糙，制得的钛合金材料表面粗糙度Ra可低至0.082um。(2)本专利技术的电解液，制备过程简单，原材料成本低廉，绿色环保。具体实施方式为了让本领域技术人员更加清楚明白本专利技术所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本专利技术要求的保护范围不构成限制作用。实施例1称取乙二醇9200g与乙醇溶剂500g，混合均匀，称取氯化钠300g，加入盛有混合溶剂的电解液槽中，搅拌直至粉末完全溶解，制得电解液。通过该电解液进行钛合金的精密射流电解加工试验，试验装置包括XYZ轴位移平台，电解加工电源，加工槽及电流采集系统。加工过程中，首先将内径为1.11mm的不锈钢喷嘴和厚度为1.5mm的钛合金片安装于阴阳两极作为工具与工件，在电解槽内注入电解液，通过向空气压缩机向电解槽内施加压力0.5Mpa，使电解液通过喷嘴射向工件，形成电解液射流。待电解液射流形成稳定后，开启加工电源与位移装置，进行钛合金表面结构的精密加工。加工采用的参数为：喷嘴移动速度10mm/s，加工电流0.15A，加工间隙0.5mm，喷嘴移动轨迹叠加200次，在200s的加工时间内，可加工出长度为10mm，宽度为1.8mm，深度为0.06mm的具有镜面的钛合金表面结构，加工表面极为光滑，平均粗糙度达到Ra＝0.084um。实施例2称取乙二醇8500g与乙醇溶剂1000g，混合均匀，称取氯化钠500g，加入盛有混合溶剂的电解液槽中，搅拌直至粉末完全溶解，制得电解液。通过该电解液进行钛合金的精密射流电解加工试验，试验装置包括XYZ轴位移平台，电解加工电源，加工槽及电流采集系统。加工过程中，首先将内径为1.11mm的不锈钢喷嘴和厚度为1.5mm的钛合金片安装于阴阳两极作为工具与工件，在电解槽内注入电解液，通过向空气压缩机向电解槽内施加压力0.3Mpa，使电解液通过喷嘴射向工件，形成电解液射流。待电解液射流形成稳定后，开启加工电源与位移装置，进行钛合金表面结构的精密加工。加工采用的参数为：喷嘴移动速度10mm/s，加工电流0.15A，加工间隙0.5mm，喷嘴移动轨迹叠加200次，在200s的加工时间内，可加工出长度为10mm，宽度为1.8mm，深度为0.06mm的具有镜面的钛合金表面结构，加工表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电解液，其特征在于，包括氯化钠、乙醇和乙二醇。/n

【技术特征摘要】
1.一种电解液，其特征在于，包括氯化钠、乙醇和乙二醇。


2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：氯化钠1-8份，乙醇3-15份，乙二醇80-95份。


3.根据权利要求2所述的电解液，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：氯化钠3-5份，乙醇5-10份，乙二醇85-92份。


4.根据权利要求3所述的电解液，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：氯化钠5份，乙醇10份，乙二醇85份。


5.一种电解液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
称取氯化钠、乙二醇与乙醇，混合，溶解，即...

【专利技术属性】
技术研发人员：王开华，
申请(专利权)人：珠海华瑞达电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44