电解介质、使用该电解介质的电解抛光过程以及实施该过程的设备制造技术

本发明专利技术属于专用于金属表面处理的工业领域，并且涉及包括固体颗粒和非导电流体的电解介质、使用所述介质的过程以及实施该过程的设备。备。备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电解介质、使用该电解介质的电解抛光过程以及实施该过程的设备


[0001]本专利技术属于专用于金属表面处理的工业领域。尤其是在金属平滑化、磨光和抛光的领域中。

技术介绍

[0002]2016年，发布了一种用于基于使用在公报号ES2604830的专利文献中描述的固体电解质的电化学过程来抛光金属表面的新技术。通过使用新型固体电解质，该过程显著改善了常规的液体电解抛光过程。从实用的角度看，避免了使用腐蚀性的浓酸溶液，并且没有液体废物生成。另一方面，所获得的结果超过了从常规电解抛光过程预期的结果，因为不含固体电解质的固体通过将电化学效应集中在粗糙度峰上而提高了选择性。
[0003]通常，用于该电解抛光过程的固体电解质由保持液体电解质的离子交换树脂组成。若干文献描述了进行该过程的这些固体电解质的不同组合物。
[0004]文献ES2604830描述了通过离子传输利用固体电解质的电解抛光过程以及保持的液体电解质包括氢氟酸的固体电解质。
[0005]文献ES2721170描述了一种固体电解质，其中保持的电解质是硫酸溶液。该电解质被描述为尤其适用于不锈钢和钴铬合金。
[0006]文献ES2734500描述了一种固体电解质，其中保持的电解质是盐酸溶液，作为解决抛光钛所引起的特定问题的解决方案。
[0007]文献ES2734415描述了一种包含磺酸溶液、优选甲磺酸溶液的固体电解质。该组合物可用于宽范围的合金和金属。
[0008]在所有描述的情况下，这些是基于两种元素的制剂：一方面是一组非导电惰性载体颗粒，另一方面是强酸的水溶液。
[0009]然而，这些组合物具有许多限制：
[0010]‑
当达到系统达到的最低粗糙度水平时，生成特性波纹，通常称为“橘皮(orange peel)”。
[0011]‑
颗粒在金属表面上生成酸渗出物，酸渗出物通常引起点蚀。
[0012]‑
酸渗出物与大气氧一起以不受控制的方式氧化表面。
[0013]‑
最终粗糙度不能被减小超过一个限度，该限度取决于PIECE(初始粗糙度、金属、形状等)和固体电解质(尺寸、组成、浓度等)。
[0014]‑
所含电解液的蒸发在过程中生成结果漂移。
[0015]‑
介质的高机械阻力防止精密零件被抛光。
[0016]对于本领域技术人员来说，这些限制的或多或少明显的解决方案包括改变在过程中使用的电参数，降低在固体电解质中包括的酸性溶液的浓度，或降低水溶液的量。这可以在一些问题上产生一定的改进，但是它不代表任何质的飞跃。

技术实现思路

[0017]本专利技术公开了新的电解介质、使用该电解介质的电解抛光过程、以及进行该过程的设备。
[0018]本专利技术的根本区别在于非导电流体与固体电解质颗粒一起存在。与直觉相反，这在以下讨论的固体电解质电解抛光过程中具有优点。
[0019]因此，本专利技术的一个方面涉及一种电解介质，包括：
[0020]·
一组固体电解质颗粒，其包括保持导电溶液的固体颗粒；和
[0021]·
非导电流体，其在导电溶液中不可混溶。
[0022]在本专利技术中，术语“一组固体电解质颗粒”是指由固体颗粒和导电溶液形成的组。
[0023]在本文中，本专利技术的这一方面的电解介质将被称为本专利技术的电解介质。
[0024]在本文中，流体被广义地理解，具有非常高粘度的材料被认为是流体，例如在室温下具有接近0.05m2/s的粘度的凡士林。牛顿和非牛顿流体都被认为在本专利技术的范围内。
[0025]在本文中，应当理解，在作为参考的0至100℃的过程工作温度范围内，在两种流体之间不以任何比例形成单相的情况下，两种流体是不可混溶的或不混溶的。
[0026]本专利技术的第二方面涉及本专利技术的电解介质在电解抛光过程中的用途。
[0027]本专利技术的另一方面涉及一种电解抛光过程，包括以下步骤：
[0028]‑
将至少一个待抛光零件连接到电源；
[0029]‑
将至少一个电极连接到电源的相反极；
[0030]‑
使待抛光零件与本专利技术限定的电解介质的固体电解质颗粒接触，在零件与颗粒之间有相对移动；
[0031]‑
在待抛光零件与电极之间施加电势差，这在它们之间产生通过本专利技术限定的电解介质的电流。
[0032]相对移动被理解为改变两点的相对位置的移动。这包括两点之间的振荡或振动移动，例如在振动表面与颗粒之间发生的移动。
[0033]本专利技术的最后一个方面涉及一种电解抛光设备，包括：
[0034]‑
电源；
[0035]‑
电极，其将电荷从电源传输到电解介质；
[0036]‑
装置，其用于在至少一个待抛光金属零件与根据本专利技术的电解介质之间生成相对移动，其中，用于生成相对移动的装置选自：
[0037]连接到电源的用于将电解介质喷射在零件上的装置；以及
[0038]具有电解介质的容器、以及为零件提供电连接和移动的系统。
[0039]技术效果
[0040]将非导电流体添加到一组固体电解质颗粒改善了用于金属的固体电解质抛光的电化学过程的结果。在本专利技术之前的固体电解质电解抛光过程中，将连接到一个电极的待抛光金属零件引入也包含第二电极的固体电解质颗粒介质中。在电极之间施加的电势差在颗粒
‑
金属接触点处引起氧化还原反应(金属粗糙度峰)。这些金属氧化物被阳离子形式的颗粒消除，从而产生抛光效果。固体电解质颗粒通过它们之间的接触区域导电。当颗粒接触金属表面时，由于压力，它们在表面上留下酸渗出物。
[0041]本专利技术中描述的固体电解质包括在颗粒包含的电解液中不混溶的非导电流体。该
流体对颗粒之间的连接以及颗粒
‑
金属表面相互作用具有令人惊讶的效果。
[0042]颗粒间的效果
[0043]在没有非导电液体的情况下，各个颗粒具有接触其他颗粒的其表面的一部分和接触气态介质(通常为空气)的另一部分。相反，在本专利技术中，非导电流体接触球形颗粒的表面，而没有显著地渗透内部，从而避免了颗粒接触另一颗粒的区域。
[0044]在颗粒
‑
颗粒接触区域中，颗粒中的液体电解质被浓缩。两种流体(导电和非导电)之间的不混溶性使得颗粒
‑
颗粒导电液体弯月面在空间上更集中，因此更强。所有这些转化为更大的颗粒连接。
[0045]在待抛光表面上的效果
[0046]在本专利技术的电解抛光过程期间，除了在颗粒
‑
金属接触点之外，金属表面覆盖有非导电流体。这对最终的饰面具有若干积极的效果：
[0047]‑
保护以免于局部酸侵蚀。由于表面覆盖有不混溶液体，颗粒的水酸渗出物不会累积在金属表面上，这防止了点蚀。
[0048]‑
通过防止环境氧与金属接触来防止空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电解介质，其特征在于，包括：
·
一组固体电解质颗粒，其包括保持导电溶液的固体颗粒；和
·
非导电流体，其在所述导电溶液中是不可混溶的。2.根据权利要求1所述的电解介质，其特征在于，保持导电溶液的所述颗粒具有多孔结构或凝胶状结构。3.根据权利要求2所述的电解介质，其特征在于，保持导电溶液的所述颗粒是聚合物材料，所述聚合物材料用以下单体中的至少一者配制：苯乙烯、二乙烯基苯、丙烯酸、衍生自丙烯酸的单体、甲基丙烯酸、衍生自甲基丙烯酸的单体和/或包括选自以下材料的官能团：磺酸、羧酸盐、亚氨基二乙酸、氨基膦酸、多胺、2
‑
氨甲基吡啶、硫脲、氨肟、异硫脲或双氨甲基吡啶。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电解介质，其特征在于，所述导电溶液选自：水溶液或包括选自以下材料的酸的水溶液：硫酸、磺酸、甲磺酸、盐酸或磷酸。5.根据权利要求1至4中任一项所述的电解介质，其特征在于，所述非导电流体包括选自以下材料的流体：具有五个至十六个碳的烃、硅酮或硅油、氟化溶剂。6.根据权利要求1至5中任一项所述的电解介质，其特征在于，所述非导电流体是乳液，所述乳液包括：
·
烃基非导电流体、硅酮或氟化溶剂
·
导电溶液
·
表面活性剂。7.根据权利要求6所述的电解介质，其特征在于，所述表面活性剂包括非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂，并且所述导电溶液是具有酸性pH的水溶液。8.一种根据权利要求1至7中任一项所述的电解介质在电解抛光过程中的用途。9.一种电解抛光过程，包括以下步骤：a)将至少一个待抛光零件连接到电源；b)将至少一个电极连接到所述电源的相反极；c)使所述待抛光零件与根据权利要求1至7中任一项所限定的电解介质的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克，
申请(专利权)人：德里莱特公司，
类型：发明
国别省市：