一(yi)、電化(hua)學拋光(guang)銑切原理
1. 黏膜的整平作用
在電化學拋光銑切時，工件作為陽極產生溶解，陽極附近溶液的金屬鹽濃度不斷增加，生成高電阻率的黏膜，這層黏膜在表面毛刺及微觀凸出部分的厚度較小，電流密度較大，溶解較快，而在微觀凹入處的黏膜厚度較大，電阻較大，電流密度較小，溶解較慢。這樣使表面微觀凸起部分的尺寸減小較快，毛刺得以溶解，微觀凹入處的尺寸減小較慢，達到不銹鋼表面平滑而被拋光，尺寸被均勻銑切一些。同時，陽極上產生的氧氣泡或放電，可以破壞表面毛刺及凸峰上的黏膜，促使不平處更強烈的溶解，進一步達到整平零件的目的。
2. 黏(nian)膜的鈍化(hua)作用
黏膜也會阻(zu)礙陽極的溶解(jie)，使陽極的極化(hua)作用增大，在表面(mian)上會生成一(yi)層氧化(hua)膜，具有一(yi)定的穩定性，使表面(mian)不受化(hua)學作用，處于輕微鈍化(hua)狀(zhuang)態，表面(mian)便獲得光澤。
二、不銹鋼電化學(xue)拋光銑切(qie)工藝
溶液成(cheng)分及工藝條件：
磷酸（H3PO4)(d=1.65) （60%~70%)(最佳70%)
硫酸（H2SO4)(d=1.84) （8%~15%)(最佳12%)
鉻酐（CrO3) （5%~15%)(最佳12%)
水 余量
溫度(du)／℃ （50~100)(最佳70~80)
陰陽(yang)極面積(ji)之比 （1~1.5 ): 1
陽極電流密度(du)（DA)/(A/d㎡) （10~55)(最佳20~50)
各(ge)組(zu)分及工藝條件的影響(xiang)如下：
1. 磷酸含(han)量的(de)影響(xiang)
在(zai)硫(liu)酸(suan)15%,鉻(ge)酐(gan)15%,水余量，極(ji)距15mm,陽極(ji)電流密度25A/d㎡,時間10min,溫度50~100℃,不同磷酸(suan)含量的影(ying)響見表10-3。
在(zai)實(shi)驗過程中(zhong)，隨著磷酸(suan)含量的增加，電壓有(you)升高的趨勢。從(cong)表10-3可見，磷酸(suan)含量在(zai)40%~90%范(fan)圍(wei)內均可。選取60%~70%為宜。
2. 硫酸含量的影響
在磷酸65%,鉻酐12%,水余量，極距15mm,陽極電流(liu)密度25A/d㎡,時間(jian)9min,溫度50~100℃,不(bu)同硫酸含量的(de)影響(xiang)見(jian)表10-4.
實驗(yan)過程中(zhong)，隨(sui)著硫酸(suan)(suan)的增加，電(dian)壓有下(xia)降的趨勢(shi)。硫酸(suan)(suan)超(chao)過15%以后，在液面產生大量的氣泡。由表10-4可見，硫酸(suan)(suan)含量在8%~15%之間均(jun)可，選取硫酸(suan)(suan)12%為宜。
3. 鉻酐含量的影(ying)響
在磷酸65%,硫酸15%,水(shui)余量，極距15mm,陽極電流密度(du)20A/d㎡,時間8min,溫度(du)50~100℃,不同(tong)鉻(ge)酐含(han)量的影(ying)響見(jian)表10-5。
隨(sui)著鉻(ge)酐含量(liang)的增加(jia)，電壓有下降(jiang)的趨勢。從表(biao)10-5可見，鉻(ge)酐含量(liang)在5%~15%之間均(jun)可，選取(qu)鉻(ge)酐含量(liang)12%為宜。
4. 電流(liu)密度(du)大小的影響
①. 電(dian)位－電(dian)流密度(du)(du)的斷續(xu)測定，每次(ci)更換(huan)試(shi)(shi)片，試(shi)(shi)片被拋(pao)光面積均為1d㎡.在磷(lin)酸65%,硫酸12%,鉻酐(gan)12%,水余量的溶液中進(jin)行，極距15mm,起始(shi)溫度(du)(du)50℃,結果見表(biao)10-6。
②. 電位－電流密度連續(xu)測定(ding)，不更(geng)換試片，一直測下去，其結果見表10-7。測定(ding)時的其他條件均與斷續(xu)測定(ding)相同。
根據(ju)表10-6和表10-7的結果，給出(chu)電位(wei)與電流(liu)的密度曲線見圖10-10。
由圖10-10可見，陽(yang)極(ji)電(dian)位(wei)上升(sheng)(sheng)到3V,此(ci)時電(dian)流(liu)密(mi)度(du)緩慢上升(sheng)(sheng)至4A/d㎡,試片表面不(bu)光(guang)(guang)(guang)亮，說明此(ci)區域(yu)不(bu)起電(dian)化學拋(pao)光(guang)(guang)(guang)作(zuo)用(yong)。電(dian)位(wei)從3V升(sheng)(sheng)到4V,電(dian)流(liu)密(mi)度(du)升(sheng)(sheng)至10A/d㎡,試片表面光(guang)(guang)(guang)亮程度(du)仍(reng)(reng)不(bu)太理想(xiang)，可能(neng)是由于(yu)(yu)離子擴散速率還稍大于(yu)(yu)金屬溶解速率，金屬表面的黏性(xing)膜仍(reng)(reng)未生成，電(dian)化學拋(pao)光(guang)(guang)(guang)作(zuo)用(yong)仍(reng)(reng)不(bu)起作(zuo)用(yong)。電(dian)位(wei)超過4V后，電(dian)流(liu)密(mi)度(du)呈直線上升(sheng)(sheng)。此(ci)時，陰陽(yang)極(ji)上均有(you)氣泡析出(chu)。試片表面的光(guang)(guang)(guang)亮程度(du)優良，銑切(qie)均勻，有(you)去毛刺(ci)作(zuo)用(yong)。陽(yang)極(ji)電(dian)位(wei)與(yu)電(dian)流(liu)密(mi)度(du)如繼續提高，電(dian)化學反應甚為(wei)(wei)激(ji)烈，溶液沸騰，氣體大量(liang)逸出(chu)，溶液處于(yu)(yu)不(bu)穩定狀態。綜上所述，電(dian)流(liu)密(mi)度(du)在10~55A/d㎡2均可取(qu)(qu)得(de)滿意(yi)的結(jie)果(guo)。故(gu)電(dian)流(liu)密(mi)度(du)取(qu)(qu)20~50A/d㎡2為(wei)(wei)宜(yi)。
5. 陰(yin)陽極間距(ju)離
陰(yin)陽極間(jian)距(ju)離(li)的大小將直接影響(xiang)電(dian)能(neng)(neng)的利用率。極距(ju)過大，大量電(dian)能(neng)(neng)將消耗于電(dian)拋(pao)液的歐姆(mu)電(dian)阻，產生的熱能(neng)(neng)使電(dian)拋(pao)液溫度(du)升高，極距(ju)過小，容(rong)易造成(cheng)阻塞或短(duan)路。表10-8為在(zai)其他條件相同(tong)時(shi)，電(dian)流密度(du)30A/d㎡,不同(tong)極距(ju)所需要(yao)的電(dian)壓值。
由表10-8可(ke)見，極距宜小，以(yi)不影響(xiang)電拋(pao)液的(de)流動(dong)和短路為原則。
6. 溫度(du)的影響(xiang)
①. 溫度(du)低。 電流效率低，拋光不亮或緩慢。呈灰(hui)白色，無銑切能力(li)和去毛刺作(zuo)用。
②. 溫度高(gao)至60℃，溶(rong)液擴散作用強，陽極溶(rong)解加快，電(dian)拋光性能好，毛刺除去不倒手。
③. 溫度太(tai)高至(zhi)100℃，溶(rong)液沸騰，大量氣體(ti)逸出(chu)，表(biao)面(mian)拋光優良，去(qu)毛刺不倒手，但惡化操作環(huan)境。
不同(tong)溫度對拋光和去(qu)毛刺的效果見表(biao)10-9.
溫度可選在70~80℃為宜。
工藝配方中(zhong)各組分的作用如(ru)下(xia)：
①. 磷酸(suan)的作用
磷(lin)酸(suan)是電拋(pao)光(guang)、銑切、去毛刺溶液的(de)主要(yao)成分。屬(shu)于(yu)中(zhong)等強度(du)的(de)無機酸(suan)，是促進(jin)稠性黏膜的(de)必不(bu)(bu)(bu)可(ke)少的(de)組分，其主要(yao)作用是增進(jin)拋(pao)光(guang)效果(guo)，因此，在(zai)拋(pao)光(guang)液中(zhong)的(de)含量(liang)比較高。若磷(lin)酸(suan)含量(liang)低，使(shi)溶液相(xiang)對密度(du)減少，黏度(du)減小，使(shi)離子(zi)擴散速率加大，對金屬(shu)的(de)溶解(jie)加快，不(bu)(bu)(bu)能達到整平和(he)拋(pao)光(guang)的(de)目的(de)。但(dan)磷(lin)酸(suan)濃度(du)也不(bu)(bu)(bu)宜過(guo)高，否則電阻增大，電流升不(bu)(bu)(bu)上，使(shi)反應緩慢。
②. 硫酸(suan)的(de)作用
硫酸(suan)能(neng)提(ti)高(gao)溶(rong)液(ye)的(de)導電(dian)率(lv)，改善分散能(neng)力(li)，提(ti)高(gao)陽極(ji)電(dian)流效(xiao)率(lv)，加速銑切和(he)去毛刺作(zuo)用(yong)。硫酸(suan)含量控(kong)制在15%以下。硫酸(suan)含量過高(gao)時，液(ye)面易(yi)(yi)產生大量的(de)氣泡，惡化操作(zuo)條(tiao)件，此外，使(shi)電(dian)拋(pao)液(ye)的(de)化學溶(rong)解(jie)能(neng)力(li)強(qiang)，不易(yi)(yi)得到光(guang)亮的(de)表面，且(qie)使(shi)溶(rong)液(ye)中的(de)六(liu)價(jia)鉻還原成三價(jia)鉻的(de)速度加快(kuai)，易(yi)(yi)使(shi)電(dian)解(jie)液(ye)老化。
③. 鉻酐的(de)作用(yong)
鉻酐能使不(bu)銹鋼表(biao)面(mian)(mian)(mian)形(xing)成氧化薄層(ceng)，局部鈍化，保持其不(bu)受化學(xue)腐蝕(shi)，以獲(huo)得(de)光(guang)亮表(biao)面(mian)(mian)(mian)，有利(li)于尖端毛刺電(dian)化學(xue)溶解速(su)率的加快。鉻酐濃度太(tai)低，不(bu)易獲(huo)得(de)光(guang)亮表(biao)面(mian)(mian)(mian)。濃度太(tai)高時(shi)在大電(dian)流下，易產生沉淀析出，降低電(dian)流效率，使拋(pao)光(guang)表(biao)面(mian)(mian)(mian)產生麻點等過(guo)(guo)腐蝕(shi)。三(san)價鉻超過(guo)(guo)15g/L時(shi)，拋(pao)出來的表(biao)面(mian)(mian)(mian)呈烏(wu)光(guang)色(se)。
三、電化學拋光銑切去毛(mao)刺(ci)
工藝流程：不銹鋼1Cr18Ni9Ti或00Cr17Ni14Mo2→機械拋光→電化學除油①→熱水洗→冷水洗→第一次電拋光②→冷水洗→第二次電拋光（調一個方向）→冷水洗→中和③→水洗→干燥→驗收入庫。
四(si)、溶液的老化
由于不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的鐵、鉻、鎳等金屬元素在電化學過(guo)程中被溶人電拋光(guang)溶液中，這些(xie)雜質(zhi)一旦積累到一定程度，使溶液黏(nian)稠，電阻增大(da)，使不(bu)銹(xiu)鋼(gang)表面拋不(bu)光(guang)亮。雜質(zhi)中三(san)價鉻起了主要的作用。三(san)價鉻的來源有：
①. 不(bu)銹鋼(gang)的鉻(ge)元素溶解成三價鉻(ge)；
②. 溶(rong)液中六價(jia)鉻(ge)(ge)（鉻(ge)(ge)酐所含的鉻(ge)(ge)）還原成三價(jia)鉻(ge)(ge)。
陰(yin)極(ji)(ji)(ji)(ji)面(mian)(mian)積(ji)(ji)過(guo)大(da)，使(shi)六價(jia)(jia)鉻(ge)接受電子還原(yuan)成三(san)價(jia)(jia)鉻(ge)的速度加快(kuai)。相反(fan)，陰(yin)極(ji)(ji)(ji)(ji)面(mian)(mian)積(ji)(ji)減小(xiao)，陽(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)面(mian)(mian)積(ji)(ji)增大(da)，電流開大(da)，陽(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)上產生的氧(yang)原(yuan)子會(hui)使(shi)三(san)價(jia)(jia)鉻(ge)氧(yang)化為六價(jia)(jia)鉻(ge)。如果(guo)溶(rong)液中(zhong)三(san)價(jia)(jia)鉻(ge)含量太高(gao)(gao)時(shi)(shi)，可(ke)增加陽(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)面(mian)(mian)積(ji)(ji)，使(shi)陰(yin)極(ji)(ji)(ji)(ji)面(mian)(mian)積(ji)(ji)：陽(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)面(mian)(mian)積(ji)(ji)＝1:5時(shi)(shi)，大(da)電流電解(jie)處(chu)理，可(ke)使(shi)三(san)價(jia)(jia)鉻(ge)含量降低，六價(jia)(jia)鉻(ge)含量升高(gao)(gao)。在平常的電拋光過(guo)程(cheng)中(zhong)，陰(yin)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)面(mian)(mian)積(ji)(ji)保(bao)持在（1~1.5):1,使(shi)溶(rong)液中(zhong)的三(san)價(jia)(jia)鉻(ge)不會(hui)很快(kuai)積(ji)(ji)累，延緩溶(rong)液的老(lao)化過(guo)程(cheng)的時(shi)(shi)間。
