一种增材制造金属表面抛光研磨方法技术

本发明专利技术公开一种增材制造金属表面抛光研磨方法，包括如下步骤：S1、配制电解液：以质量分数计，将如下含量的各组分混合，碳酸盐40～50％，含碳有机物20～40％，卤化物10～15％，水10～15％，得到混合后的电解质溶液；S2、增材制造金属微弧放电：室温下将增材制造金属件放入配制的电解液中，以增材制造金属为阳极，石墨为阴极，在工作电压下，把增材制造金属件置入溶液中，处理3～5分钟，即实现金属表面抛光研磨。本发明专利技术处理方法处理速度快，时间短，且表面生物兼容性强，既能快速去除余材，又不影响表面性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于表面处理
，具体涉及一种增材制造金属表面抛光研磨方法。
技术介绍
金属抛光可以使工件表面更加光滑和明亮。常用的抛光工艺包括机械抛光、超声波抛光、离子束抛光和化学抛光等，而激光抛光是一种新型的非接触式金属表面处理工艺，可以克服机械和电化学抛光存在的缺点。然而，对于激光抛光技术目前仍存在技术难题：即增材制造金属材料没有考虑使用不同的金属合金粉末对增材制造金属产品表面粗糙度的影响；在金属制品的激光抛光过程中，尚未开发一种有效的氧化预防控制机制；对于具有内部结构的增材制造金属产品，尚未研究有效的激光抛光工艺方法。同时，激光抛光存在处理时间长，操作条件差，需要后续加工，成本较高等限制。中国专利文献CN201410315813.X公开了一种增材制造金属件表面多重激光抛光及强化方法，但激光抛光方法利用率低，成本较高，而且容易导致工件的精度降低。因此，本领域技术人员旨在提供一种降低成本，提高抛光效率与精度的增材制造金属表面抛光研磨方法。
技术实现思路
针对上述现有技术中的不足，本专利技术提供了一种既能快速去除余材，又不影响表面性能的增材制造金属表面抛光研磨方法。该方法中，增材制造金属表面因尖端放电形成微弧，在特定的电解液中，以增材制造金属为阳极，惰性材料为阴极，在阴阳极之间施加特定的电压，控制电场使电解液与增材制造金属工件产生微弧放电，通过氧化使尖端形成氧化物而溶解在溶液中，从而保证了工件尺寸精度，达到了降低成本，提高效率的目的。为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种增材制造金属表面抛光研磨方法，包括如下步骤：S1、配制电解液：以质量分数计，将如下含量的各组分混合，碳酸盐40～50％，含碳有机物20～40％，卤化物10～15％，水10～15％，得到混合后的电解质溶液；S2、增材制造金属微弧放电：室温下，将增材制造金属件放入配制的电解液中，以增材制造金属为阳极，石墨为阴极，在工作电压下，把增材制造金属件置入溶液中，处理3～5分钟，即实现金属表面抛光研磨。优选的，所述的碳酸盐为碳酸钠或碳酸钾。优选的，所述的含碳有机物为三乙醇胺或甘油。优选的，所述的卤化物为氯化钠或氯化钾。优选的，所述的水为蒸馏水或去离子水。优选的，步骤S2中，工作电压为350V～500V。本专利技术的有益效果在于：1)本专利技术方法是以增材制造金属为阳极，惰性材料为阴极，在电压达到特定值后，将待处理的增材制造金属置入电解质处理液中，利用电场高压在尖端产生微弧，通过氧化去除余材。该处理方法处理速度5～10微米/秒，时间3～5分钟，既能快速去除余材，又能降低表面粗糙度在微米以下。2)本专利技术处理后工件无变形，无需后处理，降低了成本。3)本专利技术采用的增材制造金属表面抛光研磨微弧放电电解液，在室温下进行抛光即可，不仅处理速度快，时间短，简化了处理工序，很好地降低了成本，且其适合几乎所有的增材制造金属工件。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。一种增材制造金属表面抛光研磨方法，包括如下步骤：S1、配制电解液：以质量分数计，将如下含量的各组分混合，碳酸盐40～50％，含碳有机物20～40％，卤化物10～15％，水10～15％，得到混合后的电解质溶液；S2、增材制造金属微弧放电：室温下，将增材制造金属件放入配制的电解液中，以增材制造金属为阳极，石墨为阴极，在工作电压350V～500V下，把增材制造金属件置入溶液中，处理3～5分钟，即实现金属表面抛光研磨。其中，所述的碳酸盐为碳酸钠或碳酸钾，所述的含碳有机物为三乙醇胺或甘油，所述的卤化物为氯化钠或氯化钾，所述的水为蒸馏水或去离子水。实施例1首先在一个1L槽中取2/3体积的蒸馏水，依次溶解3500g三乙醇胺和4000g碳酸钾，等槽中试剂全部溶解之后，将1500g氯化钠在快速搅拌下倒入槽液中，直至完全混合均匀，最后加水至1L，得到电解液；将增材制造Ti-6Al-4V件放入配制的溶液中，以增材制造Ti-6Al-4V为阳极，石墨为阴极，电压升至350V后把增材制造Ti-6Al-4V件置入溶液中，处理3至5分钟，即实现表面抛光研磨，表面粗糙度在10～500纳米范围。实施例2首先在一个1L槽中取2/3体积的去离子水，依次溶解的3000g甘油和5000g碳酸钠，等槽中试剂全部溶解之后，将1000g氯化钾在快速搅拌下倒入槽液中，直至完全混合均匀，最后加水至1L得到电解液；将增材制造W60Ni40件放入配制的溶液中，以增材制造W60Ni40为阳极，石墨为阴极，电压升至380V后把增材制造W60Ni40件置入溶液中，处理3至5分钟，即实现表面抛光研磨，表面粗糙度在10～500纳米范围。实施例3首先在一个1.5L槽中取2/3的蒸馏水，依次溶解3500g三乙醇胺和4x000g碳酸钠，等槽中试剂全部溶解之后，将1000g氯化钠在快速搅拌下倒入槽液中，直至完全混合均匀，最后加水至1.5L得到电解液；将增材制造316L不锈钢件放入配制的溶液中，以增材制造316L为阳极，石墨为阴极，电压升至500V后把增材制造316L件置入溶液中，处理3至5分钟，即实现表面抛光研磨，表面粗糙度在10～500纳米范围。实施例4首先在一个1L槽中取2/3体积的去离子水，依次溶解的4000g甘油和4000g碳酸钠，等槽中试剂全部溶解之后，将1000g氯化钾在快速搅拌下倒入槽液中，直至完全混合均匀，最后加水至1L得到电解液；将增材制造W60Ni40件放入配制的溶液中，以增材制造W60Ni40为阳极，石墨为阴极，电压升至380V后把增材制造W60Ni40件置入溶液中，处理3分钟，即实现表面抛光研磨，表面粗糙度在10～500纳米范围。实施例5首先在一个1.5L槽中取2/3体积的去离子水，依次溶解的2000g甘油和5000g碳酸钠，等槽中试剂全部溶解之后，将1500g氯化钾在快速搅拌下倒入槽液中，直至完全混合均匀，最后加水至1.5L得到电解液；将增材制造316L不锈钢件放入配制的溶液中，以增材制造316L为阳极，石墨为阴极，电压升至500V后把增材制造316L件置入溶液中，处理5分钟，即实现表面抛光研磨，表面粗糙度在10～500纳米范围。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增材制造金属表面抛光研磨方法，其特征在于包括如下步骤：S1、配制电解液：以质量分数计，将如下含量的各组分混合，碳酸盐40～50％，含碳有机物20～40％，卤化物10～15％，水10～15％，得到混合后的电解质溶液；S2、增材制造金属微弧放电：室温下，将增材制造金属件放入配制的电解液中，以增材制造金属为阳极、石墨为阴极，在工作电压下，把增材制造金属件置入溶液中，处理3～5分钟，即实现金属表面抛光研磨。

【技术特征摘要】
1.一种增材制造金属表面抛光研磨方法，其特征在于包括如下步骤：S1、配制电解液：以质量分数计，将如下含量的各组分混合，碳酸盐40～50％，含碳有机物20～40％，卤化物10～15％，水10～15％，得到混合后的电解质溶液；S2、增材制造金属微弧放电：室温下，将增材制造金属件放入配制的电解液中，以增材制造金属为阳极、石墨为阴极，在工作电压下，把增材制造金属件置入溶液中，处理3～5分钟，即实现金属表面抛光研磨。2.根据权利要求1所述的一种增材制造金属表面抛光研磨...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋永锋，包晔峰，杨可，陈秉岩，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，
类型：发明
国别省市：江苏;32