[发明专利]金属基带的多通道连续化电解抛光装置及抛光方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属基带电解抛光技术领域，尤其涉及一种金属基带的多通道连续化电解抛光装置及抛光方法。 

背景技术

第二代高温超导带材即涂层导体，以其77K下优越的高场性能引起了材料科学界广泛的兴趣。涂层导体是由金属基带/隔离层/超导层/保护层组成的多层结构，金属基带不仅是涂层导体载体，还是其上各层薄膜制备的基底。金属基带的表面质量带材的超导层的性能有着重要的影响。因此，基带的表面抛光技术是获得高性能涂层导体的关键技术之一。 

第二代高温超导带材的制备工艺可分金属基带、隔离层、超导膜和保护层四部分。其中金属基带的功能主要有两个，其一是为后续功能层薄膜的制备提供基底，其二为实际应用提供机械强度。目前用于制备第二代高温超导带材的金属基带主要有C-276哈氏合金，不锈钢和镍-钨合金。金属基带的厚度在50-100微米之间，宽度在1-10厘米之间。第二代高温超导带材具有较复杂的多层膜结构，每层厚度在几个纳米到几个微米之间。在多层膜制备过程中不仅每一层薄膜的取向和微结构对后续功能层的制备有直接影响，表面光洁度也是决定后续功能层制备乃至最终带材性能的关键因素之一。所以高性能第二代高温超导带材对金属基带的表面光洁度具有较高的要求。通常要求金属基带的均方根表面粗糙度Rrms原子力显微镜扫描面积为5х5平方微米小于2纳米。 

原子力显微镜Atomic Force Microscope, 缩写为AFM是表征金属基带表面粗糙度的通用手段。样品表面质量的最主要表征参数为均方根表面粗糙度，即Rrms。由于第二代高温超导带材制备要求公里级长度的基带具有均匀且高质量的表面光洁度表面粗糙度Rrms<5纳米。所以金属基带的电抛必须采用连续化动态的电抛工艺。市场上供应的C-276哈氏合金带和不锈钢基带的初始表面粗糙度Rrms通常在50-200纳米之间，远远不能满足第二代高温超导带材功能层制备的要求。 

2003年以前，主要采用连续化机械抛光方法来优化金属基带的表面。机械抛光方法不仅抛光速度慢，而且抛光后的表面质量很难达到要求。此外，机械抛光工艺中使用的抛光粉往往会残留在金属基带表面。造成金属基带表面污染。机械抛光中还容易产生表面应力，破坏基带的立方织构，不适合大规模生产。 

传统的电化学抛光在工业中仅仅用于金属挂件的抛光，即静止电抛工艺。电化学抛光也称电解抛光。电化学抛光工艺中，将被抛光金属工件作为阳极，不溶性金属板作为阴极，两极同时浸入到电解槽中，通以直流电而产生有选择性的阳极溶解，从而达到工件表面光亮度增大的效果。 电解液的成分与被抛光金属部件的化学组分相关。与传统的机械抛光相比，电化学抛光具有生产效率高、成本低廉、和均匀性好等优点。 另外还适合于抛光具有复杂形状的金属零部件，达到内外色泽一致，光泽持久，使机械抛光无法抛到的凹处也可整平。但是在连续电解抛光过程中，通常采用电刷或导电轮等物理接触的传导方式，这样很容易在合金基带表面产生划痕，不利于获得高表面质量的基带。 

发明内容

本发明提供的一种金属基带的多通道连续化电解抛光装置及抛光方法，结构简单，设计合理，制造成本低，适宜于批量化的抛光生产，能够实现公里级基带的连续电解抛光，抛光后的合金基带的均方根粗糙度低于2纳米。 

为了达到上述目的，本发明提供一种金属基带的多通道连续化电解抛光装置，该装置包含依次顺序设置的超声波粗洗槽、第一漂洗槽、电解抛光槽、第二漂洗槽、中和槽、第三漂洗槽、超声波精洗槽和烘干箱，超声波粗洗槽之前设置放带盘，烘干箱之后设置收带盘，所述的超声波粗洗槽、第一漂洗槽、电解抛光槽、第二漂洗槽、中和槽、第三漂洗槽、超声波精洗槽和烘干箱上皆设置有通孔，待处理的基带从放带盘中拉出，依次通过超声波粗洗槽、第一漂洗槽、电解抛光槽、第二漂洗槽、中和槽、第三漂洗槽、超声波精洗槽和烘干箱上的通孔后，缠绕进入收带盘。 

所述的超声波粗洗槽、第一漂洗槽、电解抛光槽、第二漂洗槽、中和槽、第三漂洗槽和超声波精洗槽分别连接有储液箱，超声波粗洗槽连接第一储液箱，第一漂洗槽连接第二储液箱，电解抛光槽连接第三储液箱，第二漂洗槽连接第四储液箱，中和槽连接第五储液箱，第三漂洗槽连接第六储液箱，超声波精洗槽连接第七储液箱。 

所述的第一储液箱、第二储液箱、第四储液箱、第五储液箱、第六储液箱和第七储液箱中加入清水，所述的第三储液箱中加入电解液。 

所述的第一储液箱、第二储液箱、第三储液箱、第四储液箱、第五储液箱、第六储液箱和第七储液箱分别连接有循环泵。