一种钨螺旋线电解抛光的电解液及其钨螺旋线电解抛光方法

摘要

本发明公开了一种钨螺旋线电解抛光的电解液及其抛光方法，抛光液由下列原料制成：Na3PO4100g/L~120g/L、NaOH6g/L~8g/L、丙三醇10~15mL/L，溶剂为水。本发明提供的电解液，各组分配比科学合理，具有无毒、低污染、低腐蚀等优点。本发明所述的钨螺旋线电解抛光的方法，可操作性强，电解抛光效果好，在优选的电解电压、时间、温度等工艺参数条件下，能够使钨螺旋线网表面的光洁度提高一个等级，抛光过程中对钨螺旋线尺寸消耗小，抛光的精度高，抛光得到的钨螺旋线的质量高，装配到行波管后，散热性能强，可提高行波管的性能。

说明书

技术领域

本发明设计一种电解液，具体涉及一种钨螺旋线电解抛光的电解液及其采用该电解液进 行电解抛光的方法。

背景技术

钨螺旋线是行波管中慢波结构的重要组成部件，钨螺旋线表面的平整情况直接影响着行 波管的性能，如行波管表面不平整，有毛刺，会导致行波管的散热性能变差，直接影响着行 波管的性能，现有技术采用的电解抛光方法，电解液组成复杂，环保性能差，抛光工艺不稳 定，尤其是钨螺旋线精密度高，对尺寸的精度要求也非常高，因此在抛光的过程中，对抛光 质量要求很好，现有技术的抛光液和抛光工艺，不能满足高功率，大工作比，精密度要求高 的行波管工作要求。

因此，很有必要在现有技术的基础之上，设计研发一种组分配比合理，环保性强，具有 很好的抛光效果，可适用于精密钨螺旋线抛光用的电解液。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种组分配比科学合理，电 解抛光效果优，尤其是环保性强，特别适合于精密度要求高的钨螺旋线电解抛光的电解液。 本发明另外一个目的是提供钨螺旋线电解抛光方法。

技术方案：为了实现以上目的，本发明采取的技术方案为：

一种钨螺旋线电解抛光的电解液，它由下列原料制成：

Na₃PO₄100g/L～120g/L、NaOH6g/L～8g/L、丙三醇10～15mL/L，溶剂为水。

作为优选方案，以上所述的钨螺旋线电解抛光的电解液，它由下列原料制成：

Na₃PO₄120g/L、NaOH8g/L、丙三醇15mL/L，溶剂为水。

本发明所述的Na₃PO₄、NaOH和丙三醇均为分析纯，水为自来水或蒸馏水。

本发明提供的一种钨螺旋线电解抛光的方法，包括以下步骤：

(1)将钨螺旋线放入丙酮溶液中超声处理10～15min；该步骤可以去除表面残留的油污、 灰尘等脏物。

(2)然后将钨螺旋线浸入1：1盐酸溶液中，对其进行弱浸蚀0.5～1s；

(3)然后再将钨螺旋线放入浓度为100g/L～120g/LNa₃PO₄、6g/L～8g/LNaOH和 10～15mL/L的丙三醇的混合水溶液中，在50℃～70℃下，抛光电压为7V～10V条件下，进行电 解抛光处理30s～50s；

(4)抛光处理后再将钨螺旋线浸入盐酸中和；

(5)然后再浸入铬酸，去除表面氧化物；

(6)脱水烘干即得。

作为优选方案，以上所述的电解抛光钨螺旋线的方法，步骤(3)中将钨螺旋线放入浓度为 120g/LNa₃PO₄、8g/LNaOH和15mL/L丙三醇的混合水溶液中，在50℃～60℃下，抛光电压为 7V～9V条件下，进行电解抛光处理30s～40s。本发明通过大量实验筛选出最佳的电解抛光液 和抛光工艺。

其中磷酸三钠(Na₃PO₄)、氢氧化钠(NaOH)和丙三醇(C₃H₈O₃)均为分析纯，水为 蒸馏水。

电解抛光过程采用稳定电压的方式进行电抛光处理，钨螺旋线的电抛光效果和电解时的 电压有很大关系，根据电阻公式，其它因素不变的条件下，电阻丝面积增大，电流会增大， 因此在电解抛光过程中，电压的值很关键，电压太大，电流会变大，电抛光过程中钨螺旋线 容易被烧断，但是在电压过小时，电抛光效果不好，不能很好除去钨螺旋线的表面的毛刺等， 因此，本发明经大量实验筛选最佳抛光工艺。

优化配方及电解工艺条件，如下：

(1)Na₃PO₄成分含量的确定

其它成分和工艺条件取中间值且保持不变，改变Na₃PO₄的浓度为60g/L，80g/L，100g/L， 120g/L，140g/L时进行抛光试验，试验结果如下表1所示：

表1 不同Na₃PO₄浓度下钨螺旋线表面状况

从表1中可看出，Na₃PO₄的浓度低于80g/L时，溶液起不到抛光作用，大于140g/L时，钨 螺旋线表面过腐蚀，在100g/L～120g/L时，钨螺旋线表面光亮，因此Na₃PO₄的最佳浓度范围 为100g/L～120g/L。

(2)NaOH成分含量的确定

其它成分和工艺条件取中间值且保持不变，改变NaOH的浓度为4g/L，6g/L，8g/L，10g/L， 12g/L时进行抛光试验，试验结果如下表2所示：

表2 不同NaOH浓度下钨螺旋线表面状况

从表2中可看出，NaOH的浓度低于4g/L时，钨螺旋线在溶液中钝化，大于10g/L时，钨螺 旋线表面的腐蚀速度加剧，而在6g/L～8g/L时，钨螺旋线表面腐蚀速度适中，表面光亮，因此， 本发明NaOH的最佳浓度范围为6g/L～8g/L。

(3)丙三醇成分含量的确定

其它成分和工艺条件取中间值且保持不变，改变丙三醇的浓度为5mL/L，10mL/L， 15mL/L，20mL/L，25mL/L时进行抛光试验，试验结果如下表3所示：

表3 不同丙三醇浓度下钨螺旋线表面状况

从表3中可看出，丙三醇的浓度低于5mL/L时，螺旋线表面无光泽，大于20mL/L时，钨 螺旋线表面反应速度慢，在10mL/L～15mL/L时，钨螺旋线表面光亮，因此丙三醇的最佳浓度 范围为10mL/L～15mL/L。

(4)抛光电压的确定

溶液成分和其它工艺条件取中间值且保持不变，改变电压为3V、5V、7V、9V和11V时 进行抛光试验，试验结果如下表4所示：

表4 不同电压下钨螺旋线表面状况

从表4中可看出，抛光电压低于5V时，反应速度慢，螺旋线表面无光泽，大于11V时，反 应速度快，螺旋线表面过腐蚀，在7V～9V时，钨螺旋线表面光亮，因此，抛光电压的最佳范 围为7V～9V。

(5)溶液温度的确定

溶液成分和其它工艺条件取中间值且保持不变，改变溶液温度为30℃，40℃，50℃，60℃， 70℃时进行抛光试验，试验结果如下表5所示：

表5 不同温度下钨螺旋线表面状况

从表5中可看出，温度低40℃时，螺旋线表面无光泽，大于70℃时，反应速度快，螺旋线 表面过腐蚀，在50℃～60℃时，钨螺旋线表面光亮，因此温度的最佳范围为50℃～60℃。

(6)抛光时间的确定

在溶液成分及其它工艺条件都确定的情况下，改变抛光时间为10s，20s，30s，40s，50s 时进行抛光试验，试验结果如下表6所示：

表6 不同抛光时间下钨螺旋线表面状况

从表6可看出，抛光时间低于20s时，钨螺旋线表面无光泽，大于50s时，对钨螺旋线的腐 蚀量较大，在30s～40s时，钨螺旋线表面光亮，且腐蚀的尺寸在允许精度范围内，因此，抛光 时间的最佳范围为30s～40s。

通过以上实验筛选，本发明筛选得到的最佳电解抛光液及其电解抛光工艺条件如下：

有益效果：本发明提供的钨螺旋线电解抛光的电解液和电解抛光方法与现有技术相比具 有以下优点：

1、本发明所述的钨螺旋线电解抛光的电解液，实验研究表明，各组分配比科学合理，成 分均对人体无害，具有无毒、低污染、低腐蚀等优点，且可以很好的用于精度要求高的钨螺 旋线电解抛光工艺。

2、本发明所述的钨螺旋线电解抛光的方法，可操作性强，电解抛光效果好，尤其是在优 选的电解电压、时间、温度等工艺参数条件下，能够很好的去除钨螺旋线网表面的毛刺，能 够使光洁度提高一个等级，抛光过程中对钨螺旋线尺寸消耗小，抛光的精度高，从而可以提 高钨螺旋线的质量，装配到行波管后，散热性能强，可提高行波管的性能。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用 于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修 改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

实施例1

1、一种钨螺旋线电解抛光的电解液，它由下列原料制成：

Na₃PO₄120g/L、NaOH8g/L、丙三醇15mL/L，溶剂为水。

2、一种钨螺旋线电解抛光的方法，其包括以下步骤：

(1)将钨螺旋线放入丙酮溶液中超声处理10min；

(2)然后将钨螺旋线浸入1：1盐酸溶液中，对其进行弱浸蚀0.5～1s；

(3)然后再将钨螺旋线放入浓度为120g/LNa₃PO₄、8g/LNaOH、丙三醇15mL/L的 混合水溶液中，在70℃下，抛光电压为10V条件下，进行电解抛光处理50s；

(4)抛光处理后再将钨螺旋线浸入盐酸中和；

(5)然后再浸入铬酸，去除表面氧化物；

(6)脱水烘干即得。

放大镜下观测，钨螺旋线表面的毛刺基本去除，光亮度增高，且钨螺旋线的形状未变，未 出现腐蚀现象。

实施例2

1、一种所述的钨螺旋线电解抛光的电解液，它由下列原料制成：

Na₃PO₄100g/L、NaOH6g/L、丙三醇10mL/L，溶剂为水。

2、本发明提供的一种钨螺旋线电解抛光的方法，包括以下步骤：

(1)将钨螺旋线放入丙酮溶液中超声处理15min；该步骤可以去除表面残留的油污、灰 尘等脏物。

(2)然后将钨螺旋线浸入1：1盐酸溶液中，对其进行弱浸蚀0.5～1s；

(3)然后再将钨螺旋线放入浓度为100g/LNa₃PO₄、6g/LNaOH和10mL/L的丙三醇的混 合水溶液中，在50℃下，抛光电压为7V条件下，进行电解抛光处理30s；

(4)抛光处理后再将钨螺旋线浸入盐酸中和；

(5)然后再浸入铬酸，去除表面氧化物；

(6)脱水烘干即得。

放大镜下观测，钨螺旋线表面光亮度高，且未出现钨螺旋线腐蚀现象。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说， 在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发 明的保护范围。