[發明專利]物理化學的電子束拋光方法

無效

• 申請號: 01118250.4
• 申請日: 2001-05-25
• 公開（公告）號: CN1388274A
• 公開（公告）日: 2003-01-01
• 發明（設計）人: 徐正群;周鐘霖
• 申請（專利權）人: 環宇真空科技股份有限公司
• 主分類號: C25F3/16
• 分類號: C25F3/16;B23H1/00
• 代理公司: 北京銀龍專利代理有限公司
• 代理人: 皋吉甫

本發明涉及一種物理化學的電子束拋光方法，其是運用電極尖端放電造成待拋物導電，此時電解溶液槽變成一電容槽。再將待拋物置入其中，此時使待拋物與槽液之間產生氣封，透過氣封的作用可使待拋物和電解液之間形成如等離子體(PLASMA)般的空間，并透過電極產生交接的作用在被拋物的表面擊平，使待拋物產生如鏡面的平面，而達到表面拋光的目的。

傳統電解拋光方法或采取低電壓方法，或以高濃度電解液來進行。例如以鉻-磷-硫酸電解液(A.M.Yampoiski“Travleniyemeta-llov”，1980，冶金學/莫斯科；51頁)，使用10至25V電壓的直流電來進行，且溫度為30-70℃。并以50-60A/dm的陽極電流密度進行3-15分鐘。此外還有一種以含有硫酸重量百分比20-25％，溫度18-20℃的電解液中，并在6-12V電壓下來做鋁及其合金制品電解拋光的方法(WrittC.，”Galvanotechnik”，1981，V.72，No.10，1073-10頁)。

另外還有一種電化學機制導電材料制品的方法，雖以高電壓220-380V在35℃，含有20％氯化銨水溶液的電解液中對制品的處理(V.N.Duradzhietal.“Elektronnayaobrabotka?matehaiov”/材料的電子機制/，1978，No.5，13-17頁)。然而約有30-40％的制品，因其表面反射因數無法達成較Ra＝0.28，……0.32um更細的制品表面光制。此外該方法需要濃度相當高(20％)的電解液，增加制造成本。

綜合前述各種方法，基本上均使用高濃度昂貴及有毒的溶液，且必須花相當的時間先對待拋制品除脂、蝕刻、沖洗等處理。再者，拋光時間過長、需要相當大的電力與勞力對整個生產力與效能有負面的影響。另外，高濃度的電解液處理不易，很容易對環境造成危害、很不理想。

本發明的目的在改善傳統化學方法的拋光方式，可節省待拋制品拋光前的除脂、蝕刻、沖洗等前置處理，而能直接拋光，避免因需預先表面處理，增加生產過程，造成不便及浪費。

本發明的另一目的在解決各種導電材料制品電解拋光的問題，在拋光過程中能以價廉、無毒性及低濃度的電解液，使整個拋光過程更安全，而低濃度的電解液更容易處理，不致對環境造成危害并強化拋光品質、節省拋光準備的時間及成本。

本發明的又一目的在提供一導電材料制品電化學機制過程中的拋光與清潔不銹鋼制品，并能使適用于各種工具鋼與低碳鋼、銅及其合金、鋁等制品的拋光與清潔；且拋光過程完全適用于任何生產技術在電解液上采用無害與低毒性的高生態學標準的機械化與自動化過程。

本發明的再一目的在解決各種導電材料制品電解拋光的問題，提供精細的表面光制并除糙、清潔亮化它們的表面、以利后續塗刷防腐劑、銹斑、水垢、油漆與噴漆層處理。

本物理化學的電子束拋光方法的特性為保持制品表面穩定的氣封而將表面與電解液隔開并促進制品材料-陽極-與電解氣體之間強烈的化學與電化學作用。它促成制品金屬表面的陽極氧化，由此產生氧化物的化學蝕刻。當氧化與蝕刻比例達到平衡時便發生拋光效果，增加表面的反射率并改善其光制(即降低粗糙度)。最大的反射率在可以抑制電解氣蝕刻部分的氧化層最小厚度上獲得，而蝕刻率先在最小不規則處發生，該處所形成的氧化層最薄。此外，電場通過制品-氣封-電解液間隙的加速強度造成任何現有制品表面微露部分頂點迅速的磨圓，故降低表面的粗糙度，因此制品表面的反射率與表面光制為施加的電位(伏特)的值、電解液的濃度、溫度與化學成分等要素決定。

本發明的物理化學的電子束拋光方法，其包含：一電解液槽，用以容置電解液及拋光元件；一溫度控制裝置；一電壓控制裝置，其中包含一電極裝置，一氣封產生裝置，為與上述電極裝置連接的導電線；其制造過程包含如下步驟：

(A)根據不同的待拋物調配不同濃度的電解液，電解液濃度為1-10％，以使電解溶液的濃度不致太稀影響其效率；亦避免過濃傷害待拋物的品質，使金屬易產生蝕刻而削減機制表面的亮度光澤，

(B)調整溫度至70-90℃，以避免溫度太低損及氣封的穩定性且使過程有大幅的電流及電壓波動；過高時因升高電解質作用使機制品質受損、并影響氣封及電解液之間的熱平衡，

(C)調整電壓至240-380V，過高電壓易造成制品及電解液間隙的崩潰造成沖蝕，若電壓太低則制品四周氣封的穩定性受損。其中在電解液內加入濃度為0.5-3％的氯化銨、硫氰銨，可延長氯化銨、硫氰銨電解液壽命50-100％。