在在線亞洲日產一區二區:不銹鋼電解拋光時,不銹鋼在陽極上,當電流通過電解液時,金屬表面微觀凸起部分首先被溶解,從而產生表面被拋光的效果。


 1. 不銹鋼的(de)陽極(ji)極(ji)化(hua)曲線


  不銹鋼電解拋(pao)光時測得(de)陽(yang)極(ji)(ji)電位-電流強(qiang)度極(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)曲線(xian)(xian),如圖(tu)11-9.圖(tu)11-9中有(you)3個不同(tong)的電化(hua)(hua)(hua)學(xue)行為區(qu)(qu)域:活化(hua)(hua)(hua)區(qu)(qu)(A)、鈍化(hua)(hua)(hua)區(qu)(qu)(P)和(he)過鈍化(hua)(hua)(hua)區(qu)(qu)(T).影響陽(yang)極(ji)(ji)極(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)曲線(xian)(xian)和(he)陰(yin)極(ji)(ji)極(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)曲線(xian)(xian)相(xiang)對(dui)位置的主要因素有(you)兩方面,一方面是鋼與合金(jin)(jin)的成分,另一方面是介質的種(zhong)(zhong)類。我們把存在活化(hua)(hua)(hua)-鈍化(hua)(hua)(hua)轉變的金(jin)(jin)屬(shu)和(he)合金(jin)(jin)的極(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)曲線(xian)(xian)圖(tu)上的陽(yang)極(ji)(ji)和(he)陰(yin)極(ji)(ji)極(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)曲線(xian)(xian)的四種(zhong)(zhong)相(xiang)對(dui)位置,用圖(tu)11-9中的A、B、C、D、E和(he)F來表示(shi),以此來討(tao)論該金(jin)(jin)屬(shu)和(he)合金(jin)(jin)鈍化(hua)(hua)(hua)狀態的穩定性。


圖 9.jpg


   由圖(tu)11-9可(ke)看出在(zai)(zai)(zai)(zai)不同條件下,電(dian)化(hua)學腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕的(de)(de)四(si)種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)狀態(tai)。第(di)一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)情(qing)況εm和ε陰(yin)僅(jin)有(you)(you)一(yi)個(ge)(ge)(ge)交點(dian)A,即(ji)(ji)僅(jin)有(you)(you)一(yi)個(ge)(ge)(ge)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)態(tai)εA,不超過(guo)鈍(dun)(dun)化(hua)電(dian)位εp,此時(shi)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)處于(yu)(yu)活(huo)化(hua)狀態(tai),腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕電(dian)流強(qiang)度(du)(du)較大,因此腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕速(su)度(du)(du)較大。如(ru)(ru)鐵(tie)在(zai)(zai)(zai)(zai)稀硫(liu)酸(suan)(suan)中的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕就是一(yi)個(ge)(ge)(ge)典型的(de)(de)例子。第(di)二種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)情(qing)況是ε陽(yang)和ε陰(yin)有(you)(you)三個(ge)(ge)(ge)交點(dian)B、C、D,而C點(dian)是不穩(wen)(wen)定(ding)(ding)的(de)(de),B點(dian)和D點(dian)的(de)(de)狀態(tai)是相對(dui)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)的(de)(de),即(ji)(ji)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)可(ke)以(yi)(yi)(yi)處在(zai)(zai)(zai)(zai)鈍(dun)(dun)化(hua)狀態(tai)也(ye)可(ke)以(yi)(yi)(yi)處在(zai)(zai)(zai)(zai)活(huo)化(hua)狀態(tai),這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)鈍(dun)(dun)化(hua)狀態(tai)可(ke)以(yi)(yi)(yi)因為其他偶(ou)然(ran)因素而被破壞,而使金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)或合金(jin)(jin)處于(yu)(yu)活(huo)化(hua)狀態(tai)。如(ru)(ru)18-8不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)(zai)(zai)(zai)含氧化(hua)劑的(de)(de)硫(liu)酸(suan)(suan)介質(zhi)中即(ji)(ji)屬(shu)(shu)(shu)于(yu)(yu)此種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)狀態(tai)。第(di)三種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)情(qing)況ε陽(yang)和ε陰(yin)交于(yu)(yu)E點(dian),只有(you)(you)一(yi)個(ge)(ge)(ge)鈍(dun)(dun)化(hua)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)電(dian)位,這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)情(qing)況說(shuo)明金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)只有(you)(you)處在(zai)(zai)(zai)(zai)鈍(dun)(dun)化(hua)狀態(tai)才是穩(wen)(wen)定(ding)(ding)的(de)(de),它能(neng)夠自動鈍(dun)(dun)化(hua),具有(you)(you)很小的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕速(su)度(du)(du)。如(ru)(ru)不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)(zai)(zai)(zai)硝酸(suan)(suan)中就是這(zhe)樣。第(di)四(si)種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)情(qing)況ε和ε陰(yin)交于(yu)(yu)F點(dian),處于(yu)(yu)過(guo)鈍(dun)(dun)化(hua)區,εF超過(guo)了過(guo)鈍(dun)(dun)化(hua)電(dian)位εT,金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)處于(yu)(yu)過(guo)鈍(dun)(dun)化(hua)狀態(tai),有(you)(you)較高的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕速(su)度(du)(du)。如(ru)(ru)鉻不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)(zai)(zai)(zai)濃硝酸(suan)(suan)中就會產(chan)生過(guo)鈍(dun)(dun)化(hua)。


 從上述分析可以得出,不銹(xiu)鋼(gang)只有(you)在(zai)第(di)三(san)種狀態(即處于鈍化狀態)下才是耐腐(fu)蝕的(de),它有(you)最小(xiao)(xiao)(xiao)的(de)腐(fu)蝕電流,腐(fu)蝕速度(du)(du)很小(xiao)(xiao)(xiao)。其(qi)他(ta)三(san)種狀態下不銹(xiu)鋼(gang)是不耐蝕的(de)。由此可見不銹(xiu)鋼(gang)的(de)“不銹(xiu)性”是相對的(de),只是說(shuo)腐(fu)蝕速度(du)(du)比較小(xiao)(xiao)(xiao)就是了。


  不(bu)銹鋼(gang)(gang)的不(bu)銹性(xing)既(ji)然(ran)與表(biao)面鈍化(hua)膜的穩(wen)定性(xing)有關,那么,任何有意(yi)和無意(yi)的表(biao)面處理都可能影響(xiang)其不(bu)銹性(xing)。改變不(bu)銹鋼(gang)(gang)表(biao)面的粗(cu)糙度,就可以影響(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的耐腐蝕性(xing)。降低不(bu)銹鋼(gang)(gang)的表(biao)面粗(cu)糙度,可以提(ti)高耐腐蝕性(xing),這是(shi)不(bu)爭的事(shi)實,不(bu)銹鋼(gang)(gang)表(biao)面拋光的目的之一就在于此。


  從上述分析還可以看出,電解(jie)拋(pao)(pao)光就是(shi)選擇合適的(de)(de)(de)(de)電解(jie)液組成及濃(nong)度(du)(du)(du),使金屬表(biao)面既處于(yu)局(ju)部活化(hua),又處于(yu)局(ju)部鈍化(hua)的(de)(de)(de)(de)中間狀態(圖11-9中的(de)(de)(de)(de)B、D點之間),來實現(xian)整平表(biao)面、增加光澤(ze)的(de)(de)(de)(de)效果(guo)(guo)(guo)。同時(shi),只有使陽極(ji)鈍化(hua)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)生成速(su)度(du)(du)(du)與溶解(jie)速(su)度(du)(du)(du)大(da)致(zhi)相同時(shi),方(fang)可達到較好的(de)(de)(de)(de)拋(pao)(pao)光效果(guo)(guo)(guo)。為此(ci),合理地調整電解(jie)拋(pao)(pao)光的(de)(de)(de)(de)工(gong)藝參數(電流密度(du)(du)(du)、電解(jie)液溫度(du)(du)(du)、拋(pao)(pao)光時(shi)間),使陽極(ji)鈍化(hua)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)生成速(su)度(du)(du)(du)與溶解(jie)速(su)度(du)(du)(du)大(da)致(zhi)相同,是(shi)獲得高亮(liang)度(du)(du)(du),低(di)粗糙度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)拋(pao)(pao)光效果(guo)(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)關鍵。


  電化學拋(pao)光是(shi)以(yi)被拋(pao)光工件為陽(yang)極(ji),不溶(rong)性金屬為陰極(ji),兩電極(ji)同時浸(jin)人電化學拋(pao)光槽中,通(tong)以(yi)直流電而產生有(you)選擇(ze)性的陽(yang)極(ji)溶(rong)解,陽(yang)極(ji)表面(mian)光亮度增大,這種(zhong)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)與(yu)電鍍(du)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)正好相反。



 2. 電解拋光的黏性薄膜理論


 電(dian)解(jie)(jie)拋(pao)光(guang)(guang)主要是靠陽(yang)(yang)極(ji)(ji)電(dian)極(ji)(ji)溶解(jie)(jie)過程(cheng)和表(biao)面磷酸(suan)鹽(yan)膜(mo)共同作用的(de)(de)結果。從(cong)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)溶解(jie)(jie)下來的(de)(de)金屬離(li)子與拋(pao)光(guang)(guang)液(ye)中的(de)(de)磷酸(suan)形成溶解(jie)(jie)度(du)(du)小(xiao)、黏性(xing)大(da)、擴散速度(du)(du)小(xiao)的(de)(de)磷酸(suan)鹽(yan),并(bing)慢(man)慢(man)地積累(lei)在(zai)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)附近,粘(zhan)接在(zai)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)表(biao)面,形成了黏滯性(xing)較(jiao)大(da)的(de)(de)電(dian)解(jie)(jie)液(ye)層。密(mi)(mi)度(du)(du)大(da)、導電(dian)能(neng)力差的(de)(de)黏膜(mo)在(zai)微(wei)(wei)觀表(biao)面上分布不(bu)均勻,從(cong)而影響(xiang)了電(dian)流(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)在(zai)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)上的(de)(de)分布。很明(ming)顯,黏膜(mo)在(zai)微(wei)(wei)觀凸(tu)(tu)起(qi)處比凹洼處的(de)(de)厚度(du)(du)小(xiao),使凸(tu)(tu)起(qi)處電(dian)流(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)較(jiao)高(gao)而溶解(jie)(jie)速度(du)(du)較(jiao)快。隨著黏膜(mo)的(de)(de)流(liu)(liu)動(dong),凸(tu)(tu)凹位置的(de)(de)不(bu)斷(duan)變換,粗糙(cao)表(biao)面被逐漸整平(ping)。不(bu)銹鋼表(biao)面因此被拋(pao)光(guang)(guang)達到高(gao)度(du)(du)光(guang)(guang)潔(jie)和光(guang)(guang)澤的(de)(de)外觀。


 由(you)此(ci)可見(jian),溶液(ye)(ye)濃度(du)(du)(du)和黏度(du)(du)(du)是電解拋(pao)(pao)(pao)光(guang)(guang)的(de)重(zhong)要因素(su),特別(bie)是溶液(ye)(ye)的(de)黏度(du)(du)(du)。往往表(biao)現(xian)在(zai)(zai)(zai)新配(pei)的(de)拋(pao)(pao)(pao)光(guang)(guang)溶液(ye)(ye),雖(sui)然成(cheng)分和濃度(du)(du)(du)達到(dao)了要求,但由(you)于黏度(du)(du)(du)尚未(wei)達到(dao)要求也拋(pao)(pao)(pao)不(bu)出(chu)光(guang)(guang)亮的(de)表(biao)面(mian),只有在(zai)(zai)(zai)經過一(yi)段時間(jian)的(de)電解后方(fang)能使(shi)拋(pao)(pao)(pao)光(guang)(guang)達到(dao)良好狀(zhuang)態。特別(bie)是溶液(ye)(ye)與(yu)零件(jian)的(de)界面(mian)濃度(du)(du)(du)和黏度(du)(du)(du),在(zai)(zai)(zai)拋(pao)(pao)(pao)光(guang)(guang)中(zhong)起著重(zhong)要作用(yong)。這(zhe)就是為(wei)什么(me)要求工件(jian)在(zai)(zai)(zai)進入拋(pao)(pao)(pao)光(guang)(guang)液(ye)(ye)前表(biao)面(mian)水(shui)(shui)(shui)膜(mo)要均(jun)勻,否則會(hui)由(you)于工件(jian)表(biao)面(mian)帶水(shui)(shui)(shui)膜(mo)的(de)不(bu)均(jun)勻性,破壞了黏膜(mo)的(de)正常(chang)生(sheng)成(cheng),發生(sheng)局(ju)(ju)部(bu)(bu)過腐蝕現(xian)象。水(shui)(shui)(shui)洗后的(de)工件(jian)最好甩干或烘(hong)干后,立即迅速下(xia)槽(cao),通(tong)電拋(pao)(pao)(pao)光(guang)(guang),方(fang)可避免由(you)于表(biao)面(mian)水(shui)(shui)(shui)膜(mo)不(bu)均(jun)勻,發生(sheng)局(ju)(ju)部(bu)(bu)過腐蝕現(xian)象。


 電(dian)(dian)解拋(pao)(pao)光(guang)還不(bu)能完全取代(dai)機械(xie)拋(pao)(pao)光(guang)。這是(shi)(shi)因為電(dian)(dian)解拋(pao)(pao)光(guang)只(zhi)是(shi)(shi)對金屬(shu)表面起微觀(guan)整平作用(yong)(yong),如(ru)果粗(cu)糙表面也采用(yong)(yong)電(dian)(dian)解拋(pao)(pao)光(guang),那是(shi)(shi)非常不(bu)經(jing)濟的(de)(de),宏觀(guan)的(de)(de)整平還是(shi)(shi)要靠機械(xie)拋(pao)(pao)光(guang)。


 電解拋(pao)光對材料化學成分的(de)不(bu)均勻性(xing)和顯微偏析特別敏(min)感,會在金屬(shu)基(ji)體(ti)和非金屬(shu)夾雜物之(zhi)間發生劇(ju)烈侵蝕作(zuo)用。有時候,不(bu)良的(de)臺金狀態(tai),金屬(shu)晶粒結構尺寸的(de)不(bu)均勻性(xing),軋制的(de)痕跡,鹽類或氧化物的(de)污(wu)染、過酸洗以及淬火過度等,均會對電解拋(pao)光產生極不(bu)良的(de)影響(xiang),而這些問題常(chang)常(chang)要靠先(xian)期的(de)機械拋(pao)光來(lai)彌補。



3. 不銹鋼電解拋光(guang)表面的特性(xing)


  a. 電解拋光表面粗糙(cao)度和(he)光亮度


   電解拋(pao)光(guang)(guang)表(biao)面粗糙度值(Ra)接(jie)近于(yu)0.20μm,光(guang)(guang)亮度可達80%左(zuo)右,這是機(ji)械(xie)拋(pao)光(guang)(guang)所難以達到的(de)(圖11-3和圖11-4).


圖 3.jpg


  b. 電解(jie)拋光(guang)表(biao)面顯微硬度(du)


   電解拋光隨著拋光時(shi)間的(de)延長,表面顯(xian)微硬(ying)度開(kai)始時(shi)明顯(xian)下降,15min后下降趨(qu)勢變(bian)得平(ping)緩,這主(zhu)要是因為電解拋光時(shi),冷(leng)作硬(ying)化層(ceng)被逐(zhu)漸溶(rong)解,使表面硬(ying)度下降,而后趨(qu)于平(ping)緩所(suo)致。


  c. 表(biao)面耐(nai)腐蝕性


   腐(fu)蝕性實驗采(cai)用失重(zhong)法進(jin)行,即50g/L三氯化(hua)鐵和183g/L鹽酸介質(zhi),在溫度(du)50℃中進(jin)行。每隔(ge)1小(xiao)時取出試(shi)樣(yang)觀(guan)察其(qi)表面腐(fu)蝕狀態(tai),并(bing)在光電分(fen)析天(tian)平(ping)上稱量其(qi)失重(zhong)值(mg).


   在(zai)電解(jie)(jie)拋(pao)光時,金屬表(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)冷作硬(ying)化層溶解(jie)(jie),表(biao)面(mian)(mian)(mian)活性降(jiang)低(di),更重要的(de)(de)(de)(de)是表(biao)面(mian)(mian)(mian)形成連(lian)續的(de)(de)(de)(de)鈍化膜,明(ming)顯地(di)提高(gao)了(le)其耐(nai)蝕(shi)性。眾所(suo)周知,降(jiang)低(di)表(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)粗糙度可以提高(gao)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)性。特(te)別(bie)是電解(jie)(jie)拋(pao)光表(biao)面(mian)(mian)(mian)形成的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)膜中,Cr/Fe值最(zui)大,在(zai)許多介質(zhi)中都有很(hen)高(gao)的(de)(de)(de)(de)穩(wen)定性,所(suo)以耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi);而機械拋(pao)光表(biao)面(mian)(mian)(mian)膜中的(de)(de)(de)(de)Cr/Fe值最(zui)小,因而,在(zai)許多介質(zhi)中的(de)(de)(de)(de)穩(wen)定性,耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)性較(jiao)電解(jie)(jie)拋(pao)光表(biao)面(mian)(mian)(mian)差許多。



 4. 電解拋光的(de)優點


  不銹鋼電解(jie)拋(pao)光(guang)與手工機械拋(pao)光(guang)相比,具(ju)有下列(lie)優點:


  a. 產品內外(wai)色(se)澤一致,清(qing)潔光亮,光澤持久,外(wai)觀輪廓清(qing)晰(xi);


  b. 拋光面(mian)抗(kang)腐蝕性(xing)能(neng)增強;


  c. 與機(ji)械拋光相比(bi),生產效(xiao)率高,成本(ben)低;


  d. 應(ying)用范圍廣.特別(bie)適用與蒲工件和(he)機械拋(pao)(pao)光(guang)不能實現(xian)的工件拋(pao)(pao)光(guang),如焊管、容器內(nei)壁拋(pao)(pao)光(guang)等。