[其他]金属电解处理方法

说明书

本发明涉及应用不溶性金属电极并施加交流电流或交变脉冲电流对铝、不锈钢或其他金属进行电解处理的一种方法。

施加于金属，例如铝的电化学加工方法包括以金属表面的浸蚀作为预处理。例如，在铝的阳极化处理或不锈钢的着色处理之前，要为不同目的进行浸蚀，例如从金属表面除掉不需要的物质、对金属表面活化以及金属表面粗化。应用于此等目的的浸蚀方法大致可分两类，将工件浸于浸蚀剂溶液中进行化学浸蚀，还有在浴槽中进行电解浸蚀。常规的电解浸蚀方法是以工件为阳极通以直流电流，或在工件上通以交流电流或交变脉冲电流。后一种方法，即所谓的“交流电浸蚀”今日已普遍应用，主要原因是能在工件上产生均匀表面，还因为它的后处理工序比较简易。

本发明所涉及的基本上是应用交流电流或交变脉冲电流的电解处理。此种浸蚀方法已有数种技术来实施，在铝的电解浸蚀中，通常采用氯化钠或盐酸水溶液亦即含有氯离子，并且pH为1-8的电解浴槽，在石墨制的反电极上施加交流或交变脉冲电流，电流密度为10-100安/平方分米。由于此种技术能达到高效操作，所以应用最普遍。但应用石墨作为反电极时，其导电性能不如金属，为了能在高达10-100安/平方分米的电流密度操作，该石墨电极必须厚而且大，使得电解设备体积很大。

应用石墨电极的另一个问题就是，它不象金属电极那样容易处理与操作，也不能随意制成所希望的形状。除去上述问题之外，石墨电极一般具有多孔性，于是会吸收电解质溶液，或者在使用中在该电极上发生电解反应。结果使之逐渐失去原来表面形状，也就不能长期持续使用。此外，由于需要加大电极与工件之间的距离，使电解所用电压更高，也就是加大耗电量。

为了解决这些问题，已提出这样一种方法，即应用一种“整流金属”（valve    metal），例如钛这种耐腐性金属制造的电极。这种方法有效地解决了应用石墨电解时的问题，例如尺寸太大、工件与电极距离大以及耗电量大等。但是，正如整流金属这个名称所表示的涵义，它具有整流作用，从而在其表面形成钝化薄膜，使得阳极极化时阻止电流通过，并且在阴极极化时又许可电流自由通过。由于这种“整流”作用，该种电极在应用于交流电流或交变脉冲电流电解时，不能避免由于正极极化与负极极化之间的平衡偏离而对工件产生的不利作用。更具体讲，相对于工件而言，阳极极化比阴极极化更占优势，并且所施加电流的波形也发生畸变。

为了解决这些问题，提出应用一种镀铂钛电极的一种电解处理方法，这种方法保证了正极极化与负极极化之间的良好平衡，并且不仅可减小该电极的尺寸，也可减少耗电量，似乎是已解决了一切问题。但是，铂不太能耐受交流电流或交变脉冲电流，并且在使用中会发生电解反应。因此，若该电解质中含有氯离子，则由于阳极反应而释放出氯气及氧气，这就需要进行废气处理。此外，由于阴极反应而释放的氢使得钛基体脆化，若发生基体破裂，则不可避免使该电极寿命缩短。

为解决已有技术中的前述问题而完成了本发明。因此本发明的目的之一，就是提供应用交流电流或交变脉冲电流进行金属电解处理的一种改进的方法。

应用包括一个金属基体并具有包括一种钌、铱或铑氧化物涂覆层的电极作为反电极，采用交流电流或交变脉冲电流进行金属电解处理而达到本发明的目的。

本发明是根据以下的发现，即当一种不溶性金属电极并具有一种具催化活性的氧化物涂覆层，并且该层含有铂族金属，例如钌、铱或铑的一种氧化物，以之作为施加交流电流或交变脉冲电流的反电极时，则有电流流过该反电极，但实质上不发生电化学反应，例如在阳极极化时产生氧或卤素以及阴极极化时释放出氢，这样来保证只有该工件得到处理。换言之，该反电极在电解过程中起到电容器作用，并且对所施加的交流电流或交变脉冲电流的波形完全不会有严重畸变，于是能保证对于工件没有不利作用。

如上所述，本发明的该种反电极可以用作为只是施加电流的目的，而在该电极上不会发生电化学反应。这样就从根本上不再需要进行废气处理。由于该种电极的表面完全不存在电解产物，所以与工件的距离可以大大靠近，从而可制成相当紧凑的电解设备。在该反电极上不发生任何电解反应的情况下，一种耐腐蚀性电极材料实质上可以无限期使用。

由于在该电极上不释放出气体，所以在工件上没有气体质点沉积，所以就具备条件使整个表面均匀浸蚀，因此就带来工件表面处理质量稳定的优点。