铍青铜的电解抛光研究

铍青铜的电解抛光研究

张亮  秦玥

（陕西黄河集团有限公司  西安 710043）

摘要：为了改善铍青铜试样表面的抛光效果，解决传统机械抛光划痕深浅不一问题，我们研制了一种全新的抛光工艺——电解抛光。电解抛光工艺与溶液浓度、时间、电压等参数密切相关，合理控制与这些工艺参数才能达到理想的抛光效果。

关键词：铍青铜   抛光   工艺参数

1 引言

铍青铜是铜合金中综合性能极佳，时效效果极好的一种典型铜合金材料。它具有很高的强度、硬度和弹性极限；且弹性滞后小，稳定性高，抗蠕变、耐磨、耐蚀、耐疲劳、无磁性、导电导热性能高，冲击时不产生火花等优良性能。该材料具有仪表小型化必不可少的独特性能，60%的铍青铜材料用于制造弹性元件，此外，还用于精密仪器制造，是各个工业领域必不可少、不可替代的材料。

2 选材及试验

2.1 选取试样材料及规格，见下表

2.2试验

2.2.1电解抛光机理

电化学抛光机理——粘性薄膜理论：抛光主要是阳极电极过程和表面生成的金属盐膜共同作用的结果。

在电解抛光液中，以被抛光件作为阳极，不溶性金属作为阴极，两极之间加上电压，逐渐增大电压时，对应于电压电流如图1所示。这条特征曲线可分成3段：在AB段，对着电压的上升，电流也按比例增加；在BC段，虽然电压升高，但电流保持不变；在CD段，电流又随电压的上升急剧增大，由此可见，在曲线的不同阶段，阳极金属的溶解特性会发生不同的变化。一般来说电解抛光时选择的电流与电压应该位于BC段之间， BC段因而又被称为抛光段。

图1电解抛光电压电流特性曲线

2.2.2抛光液的选择

在抛光的电解液中，磷酸是应用最广的一种成分，因为磷酸能跟金属或其氧化物反应生成各种磷酸盐，使抛光溶液成为导电性能较低的黏性胶状液体，这种胶状液体附着于之间的表面，形成液膜，这对于制件的电化学整平抛光起着很大的作用。因此，选择磷酸作为抛光液。

2.2.3电解抛光液浓度和电压的确定

为了得到符合图1所示的电解抛光的电压电流特性曲线，我们选用浓度为30%~90%的磷酸水溶液及0.2~7.0V的电压进行电解抛光试验。根据所测的试验数据绘制出各浓度下的电压电流特性曲线，如图3所示。由图3可知，磷酸浓度70%、80%、90%符合图1的电解抛光的电压电流特性曲线，1.4~2.4V的电压范围符合图1的BC段。

图3  不同浓度下电解抛光的电流电压特定曲线

2.2.4电解抛光试验

根据图3，我们选择时间5min、10min、15min在1.4~2.2V的电压及70%、80%、90%的磷酸水溶液中对试样进行电解抛光，并对试验后试样表面粗糙度的测量。

3.试验结果与分析

3.1试验结果

试验数据结果见表1、表2、表3。

表1 磷酸浓度70%

表2 磷酸浓度80%

表3 磷酸浓度90%

3.2结果分析

由试验结果可知，最佳的电解抛光参数为：磷酸水溶液浓度70%、电解抛光电压1.6~2.0V、电解抛光时间10~15min。

4 结论

机械抛光后的粗糙度为0.035μm,而用电解抛光后的粗糙度可以达到0.012μm,由此可看出铍青铜电解抛光与传统的机械抛光工艺相比，电解抛光后的试样表面光洁度更高，并且没有明显的划痕等优点。

5 参考文献：

[1]陈天玉.不锈钢表面处理技术[M] 化学工业出版社,2005.3.

[2]李家柱，任玮 电镀工[M]　机械工业出版社，2011.7