[發明專利]一種鎳鈦合金管電解拋光的拋光液及方法

在審

• 申請號: 201910320884.1
• 申請日: 2019-04-21
• 公開（公告）號: CN109972193A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 魏修亭;王永琪;李志永;孫曉宇;宋秀麗;劉漢卿
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: C25F3/22
• 分類號: C25F3/22;C25F3/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于表面工程技術和生物材料領域，具體涉及一種鎳鈦合金管電解拋光的拋光液及方法。將氯化鈉、乙二醇按照58.5g/L的配比配置溶液Ⅰ；將溶液Ⅰ與無水乙醇混合，配置成含無水乙醇體積分數為0~35%/L的電解拋光液。具體拋光流程為：500#砂紙打磨進行預處理—丙酮超聲清洗—吹干—電解拋光—丙酮超聲清洗—密封保存。拋光方法為：電壓V=14~25v、拋光時間t=10~50min、陰陽間距d=15~30mm、拋光液溫度T=15~25℃，拋光液攪拌速度700~900r/min。電解拋光后鎳鈦合金管表面粗糙度大幅降低，表面粗糙度值在30~35nm之間，表面平整均勻、光亮如鏡。該拋光方法解決了電解液存在安全隱患及后續處理復雜的問題，具有安全環保、工藝簡單、表面質量好等優點，應用前景廣闊。

技術領域

本發明屬于表面工程技術和生物材料領域，具體涉及一種鎳鈦合金管電解拋光的拋光液及方法。

背景技術

鎳鈦合金是由近乎等原子量的鎳和鈦元素組成的形狀記憶合金，低溫下呈馬氏體，高溫下呈奧氏體，兩種晶相之間的轉換使得鎳鈦合金具有獨特的熱形狀記憶特性和超彈性。鎳鈦合金自問世以來，因其優異性能已在生物醫療、航空航天、傳感器、機器人等行業得到了廣泛應用。作為植入類醫療材料，必須對其表面進行拋光處理，以獲得良好的抗蝕性和生物兼容性。

常見的鎳鈦合金表面處理工藝有鍛壓、熱軋、熱氧化、等離子注入（注入氮、氧、碳元素等）、磨削、化學拋光、電解拋光等，相較而言，電解拋光是一種非常有效的改善精密微細金屬器件表面微觀形貌，降低粗糙度的工藝方法。其基本工藝原理是利用陽極在電解液中所產生的電化學溶解現象，使陽極上的微觀凸起部分發生選擇性溶解以形成平滑光潔的表面。

在鎳鈦合金的電解拋光技術中，劉欣杰、許曉靜等分別使用了以濃磷酸-濃硫酸、冰醋酸-高氯酸為主要成分的拋光液對鎳鈦合金進行拋光處理。Fushimi使用硫酸-甲醇混合電解液研究鎳鈦合金的工藝參數對鎳鈦合金拋光后的表面粗糙度的影響規律。已公布的拋光液主要類型為酸-酸體系或酸-醇體系。由于強酸都存在很強的腐蝕性，甚至如高氯酸、硝酸等儲存不當易發生爆炸，這給工作人員帶來安全隱患，而且拋光完的酸性電解液需要進行中和，后續處理環節復雜，容易造成環境污染。

在已公布的鎳鈦合金的電解拋光技術中，電解拋光水平很難將鎳鈦合金表面粗糙度降低至50nm以內，良好的粗糙度是提高生物相容性的必要保證。

發明內容

針對上述問題，本發明旨在提供一種安全環保、操作簡單、溫度要求低、拋光質量優良的電解拋光液及操作方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：將氯化鈉、乙二醇按照58.5g/L的配比配置溶液Ⅰ；將溶液Ⅰ與無水乙醇混合，配置成含無水乙醇體積分數為0~35%/L的電解拋光液。

進一步的，在所述的電解拋光液中，一種鎳鈦合金管電解拋光方法，包括如下步驟：

（1）用500#砂紙打磨鎳鈦合金管，進行預處理；

（2）將打磨后的鎳鈦合金管放置丙酮中，進行超聲清洗3—5min；

（3）將清洗后的鎳鈦合金管吹干；

（4）采用電解拋光液對鎳鈦合金管進行電解拋光；

（5）對拋光后的鎳鈦合金管放置丙酮中，進行超聲清洗3—5min；

（6）密封保存。

進一步的，所述的電解拋光工藝參數如下：電壓V=14~25v、拋光時間t=10~50min、陰陽間距d=15~30mm、拋光液溫度T=15~25℃，拋光液攪拌速度700~900r/min。

進一步的，所述鎳鈦合金管中，鎳的質量分數為49.0%-57.0%，鈦的質量分數為43.0%-51.0%，余量為微量元素，所述的微量元素為氧、碳、鎢、硅、釕、鈀、錫中的任意一種或者兩種以上元素的組合。