一(yi)、電化(hua)學(xue)拋光銑切原理(li)
1. 黏(nian)膜(mo)的(de)整(zheng)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)膜的鈍化作用(yong)
黏膜也會阻礙陽極的溶解(jie)，使陽極的極化(hua)作用(yong)增大，在表面上會生成(cheng)一層氧化(hua)膜，具有一定的穩定性，使表面不受化(hua)學作用(yong)，處于(yu)輕微鈍化(hua)狀態，表面便獲(huo)得光(guang)澤。
二、不銹鋼電(dian)化(hua)學(xue)拋(pao)光銑切工藝
溶液成分(fen)及工藝(yi)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／℃ （50~100)(最佳70~80)
陰陽極(ji)面積之比(bi) （1~1.5 ): 1
陽極電流密度(du)（DA)/(A/d㎡) （10~55)(最佳20~50)
各組分及工藝條件的(de)影(ying)響如下：
1. 磷酸含量的影(ying)響
在硫酸15%,鉻酐15%,水余量(liang)，極距15mm,陽極電流密度25A/d㎡,時(shi)間10min,溫度50~100℃,不同磷(lin)酸含量(liang)的影響(xiang)見(jian)表10-3。
在(zai)(zai)實驗過程中，隨著磷(lin)酸(suan)含量的(de)增加，電壓有升高的(de)趨勢。從表10-3可(ke)見，磷(lin)酸(suan)含量在(zai)(zai)40%~90%范(fan)圍內均可(ke)。選取(qu)60%~70%為宜(yi)。
2. 硫酸含量的影(ying)響(xiang)
在磷酸(suan)65%,鉻酐12%,水余量，極(ji)距15mm,陽極(ji)電流密度25A/d㎡,時間9min,溫(wen)度50~100℃,不同硫酸(suan)含量的影響(xiang)見表10-4.
實驗過程中(zhong)，隨(sui)著(zhu)硫(liu)酸(suan)的(de)增(zeng)加(jia)，電壓(ya)有下降的(de)趨勢。硫(liu)酸(suan)超過15%以(yi)后，在(zai)液面產生(sheng)大量(liang)的(de)氣泡。由(you)表(biao)10-4可(ke)見，硫(liu)酸(suan)含量(liang)在(zai)8%~15%之間(jian)均可(ke)，選取(qu)硫(liu)酸(suan)12%為宜。
3. 鉻酐含量的影響
在磷(lin)酸(suan)(suan)65%,硫酸(suan)(suan)15%,水余量，極(ji)距15mm,陽(yang)極(ji)電流密度20A/d㎡,時間8min,溫度50~100℃,不同鉻酐(gan)含(han)量的影響見表10-5。
隨著(zhu)鉻(ge)酐含量(liang)(liang)的(de)增(zeng)加，電(dian)壓有下降的(de)趨勢。從表10-5可(ke)見，鉻(ge)酐含量(liang)(liang)在5%~15%之(zhi)間均可(ke)，選取鉻(ge)酐含量(liang)(liang)12%為宜。
4. 電(dian)流密度大(da)小的影(ying)響
①. 電(dian)位(wei)－電(dian)流密度的(de)斷續測(ce)定，每次更換試片，試片被(bei)拋(pao)光面積(ji)均(jun)為1d㎡.在磷酸(suan)65%,硫酸(suan)12%,鉻(ge)酐12%,水余量的(de)溶液中進行，極(ji)距15mm,起始溫度50℃,結果見表10-6。
②. 電位－電流密(mi)度連續(xu)(xu)測(ce)(ce)定(ding)，不更換試片，一直測(ce)(ce)下去，其(qi)結果見(jian)表10-7。測(ce)(ce)定(ding)時的其(qi)他條件均與斷續(xu)(xu)測(ce)(ce)定(ding)相同。
根據表10-6和表10-7的結果，給出電位(wei)與電流的密(mi)度曲(qu)線見圖10-10。
由(you)圖10-10可(ke)(ke)見(jian)，陽極電(dian)(dian)(dian)位上(shang)(shang)升到(dao)3V,此(ci)時電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)度(du)(du)緩(huan)慢(man)上(shang)(shang)升至4A/d㎡,試(shi)(shi)片(pian)表面(mian)不光亮(liang)(liang)，說明此(ci)區域不起電(dian)(dian)(dian)化學(xue)拋(pao)光作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)。電(dian)(dian)(dian)位從3V升到(dao)4V,電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)度(du)(du)升至10A/d㎡,試(shi)(shi)片(pian)表面(mian)光亮(liang)(liang)程度(du)(du)仍不太理想，可(ke)(ke)能是由(you)于離子擴散速率還(huan)稍大于金屬溶(rong)解速率，金屬表面(mian)的(de)(de)(de)黏(nian)性(xing)膜(mo)仍未生成，電(dian)(dian)(dian)化學(xue)拋(pao)光作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)仍不起作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)。電(dian)(dian)(dian)位超過4V后，電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)度(du)(du)呈直線(xian)上(shang)(shang)升。此(ci)時，陰陽極上(shang)(shang)均有氣泡(pao)析出。試(shi)(shi)片(pian)表面(mian)的(de)(de)(de)光亮(liang)(liang)程度(du)(du)優良(liang)，銑切均勻，有去毛刺作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)。陽極電(dian)(dian)(dian)位與(yu)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)度(du)(du)如繼續(xu)提高(gao)，電(dian)(dian)(dian)化學(xue)反(fan)應甚為激烈，溶(rong)液(ye)沸騰，氣體大量(liang)逸出，溶(rong)液(ye)處于不穩(wen)定狀態。綜上(shang)(shang)所(suo)述，電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)度(du)(du)在10~55A/d㎡2均可(ke)(ke)取(qu)得滿意的(de)(de)(de)結果。故電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)度(du)(du)取(qu)20~50A/d㎡2為宜。
5. 陰(yin)陽極(ji)間距(ju)離(li)
陰陽極(ji)間距(ju)(ju)離的(de)大(da)小(xiao)將(jiang)直(zhi)接影響電能的(de)利用率。極(ji)距(ju)(ju)過(guo)大(da)，大(da)量電能將(jiang)消耗于電拋(pao)(pao)液的(de)歐姆(mu)電阻，產生(sheng)的(de)熱能使(shi)電拋(pao)(pao)液溫(wen)度升高，極(ji)距(ju)(ju)過(guo)小(xiao)，容(rong)易造(zao)成阻塞或短路。表(biao)10-8為在其他條件相同時，電流密度30A/d㎡,不同極(ji)距(ju)(ju)所需要的(de)電壓值。
由表10-8可見(jian)，極距宜小，以不(bu)影響電(dian)拋(pao)液(ye)的(de)流動和短(duan)路為原則(ze)。
6. 溫度(du)的影響
①. 溫(wen)度低。 電流效(xiao)率低(di)，拋光不亮(liang)或緩慢。呈灰白(bai)色，無銑切能(neng)力和去毛刺作(zuo)用。
②. 溫度高至60℃，溶液擴散作用(yong)強(qiang)，陽極溶解加快，電(dian)拋光性能(neng)好，毛刺除去不倒(dao)手。
③. 溫度(du)太高至100℃，溶液沸騰，大量氣(qi)體逸出，表面拋光優良，去毛(mao)刺不倒(dao)手(shou)，但惡化操作環境。
不同(tong)溫度對拋光和去毛(mao)刺(ci)的效果見表10-9.
溫度可選在70~80℃為(wei)宜(yi)。
工藝配方中各組分的作用如下：
①. 磷酸的作用(yong)
磷酸是(shi)電(dian)拋光、銑切、去毛(mao)刺溶(rong)液的主要(yao)成分。屬于中(zhong)(zhong)等強(qiang)度的無機酸，是(shi)促進稠(chou)性(xing)黏(nian)膜的必(bi)不可(ke)少的組分，其(qi)主要(yao)作(zuo)用是(shi)增進拋光效果(guo)，因此，在拋光液中(zhong)(zhong)的含(han)量比較(jiao)高。若磷酸含(han)量低，使溶(rong)液相對密(mi)度減(jian)少，黏(nian)度減(jian)小，使離子擴散速率加(jia)大，對金屬的溶(rong)解(jie)加(jia)快，不能達(da)到整平和拋光的目的。但磷酸濃(nong)度也不宜(yi)過高，否則(ze)電(dian)阻增大，電(dian)流(liu)升不上，使反應緩(huan)慢。
②. 硫酸的作用
硫酸(suan)能提(ti)高溶(rong)液的導電率(lv)，改善分(fen)散(san)能力，提(ti)高陽(yang)極電流效率(lv)，加速銑(xian)切(qie)和去毛刺(ci)作用(yong)。硫酸(suan)含量控(kong)制在15%以下。硫酸(suan)含量過高時，液面(mian)易(yi)產生大量的氣泡(pao)，惡化操作條件(jian)，此(ci)外(wai)，使電拋(pao)液的化學溶(rong)解(jie)能力強，不易(yi)得(de)到光亮(liang)的表面(mian)，且(qie)使溶(rong)液中(zhong)的六價鉻還原(yuan)成三價鉻的速度加快，易(yi)使電解(jie)液老化。
③. 鉻酐(gan)的作用
鉻酐能(neng)使(shi)不銹鋼表(biao)(biao)面(mian)(mian)形成氧化(hua)(hua)薄層，局部鈍(dun)化(hua)(hua)，保持(chi)其不受化(hua)(hua)學(xue)腐蝕，以獲得光(guang)亮表(biao)(biao)面(mian)(mian)，有利于尖端毛刺(ci)電(dian)化(hua)(hua)學(xue)溶解(jie)速率的加快。鉻酐濃(nong)度(du)太低，不易獲得光(guang)亮表(biao)(biao)面(mian)(mian)。濃(nong)度(du)太高時(shi)在大電(dian)流下，易產生沉淀析(xi)出，降低電(dian)流效率，使(shi)拋光(guang)表(biao)(biao)面(mian)(mian)產生麻點等過腐蝕。三價(jia)鉻超過15g/L時(shi)，拋出來的表(biao)(biao)面(mian)(mian)呈烏光(guang)色。
三(san)、電(dian)化學拋光銑切去毛刺
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、溶(rong)液(ye)的老化
由(you)于不銹鋼的鐵、鉻、鎳等金屬(shu)元(yuan)素在電化學過(guo)程中(zhong)被溶(rong)人電拋光溶(rong)液中(zhong)，這些雜(za)質(zhi)一旦積累到一定(ding)程度(du)，使(shi)溶(rong)液黏稠(chou)，電阻增大，使(shi)不銹鋼表面拋不光亮(liang)。雜(za)質(zhi)中(zhong)三(san)價(jia)鉻起了主要的作用。三(san)價(jia)鉻的來源有：
①. 不銹鋼的鉻元素溶解成三(san)價鉻；
②. 溶液中(zhong)六價鉻(ge)（鉻(ge)酐(gan)所(suo)含的鉻(ge)）還原成三價鉻(ge)。
陰極(ji)面(mian)積(ji)(ji)過大，使六價(jia)(jia)鉻接受電(dian)子(zi)(zi)還原成三(san)價(jia)(jia)鉻的(de)(de)(de)速度加快。相反，陰極(ji)面(mian)積(ji)(ji)減小，陽極(ji)面(mian)積(ji)(ji)增大，電(dian)流開(kai)大，陽極(ji)上(shang)產生的(de)(de)(de)氧(yang)原子(zi)(zi)會使三(san)價(jia)(jia)鉻氧(yang)化為(wei)六價(jia)(jia)鉻。如果溶液中三(san)價(jia)(jia)鉻含量太高(gao)時，可(ke)增加陽極(ji)面(mian)積(ji)(ji)，使陰極(ji)面(mian)積(ji)(ji)：陽極(ji)面(mian)積(ji)(ji)＝1:5時，大電(dian)流電(dian)解處理，可(ke)使三(san)價(jia)(jia)鉻含量降低(di)，六價(jia)(jia)鉻含量升高(gao)。在平(ping)常(chang)的(de)(de)(de)電(dian)拋光過程中，陰陽極(ji)面(mian)積(ji)(ji)保持在（1~1.5):1,使溶液中的(de)(de)(de)三(san)價(jia)(jia)鉻不(bu)會很快積(ji)(ji)累，延(yan)緩溶液的(de)(de)(de)老化過程的(de)(de)(de)時間。
