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(xiu)鋼的陽極極化曲線(xian)
不銹鋼(gang)電解拋(pao)光時(shi)測(ce)得陽極(ji)(ji)電位-電流(liu)強度極(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)曲線(xian)(xian),如圖(tu)11-9.圖(tu)11-9中有3個不同的(de)電化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)行為區域(yu):活化(hua)(hua)(hua)(hua)區(A)、鈍化(hua)(hua)(hua)(hua)區(P)和(he)(he)(he)過鈍化(hua)(hua)(hua)(hua)區(T).影響陽極(ji)(ji)極(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)曲線(xian)(xian)和(he)(he)(he)陰極(ji)(ji)極(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)曲線(xian)(xian)相對位置(zhi)的(de)主要(yao)因素有兩方(fang)面(mian),一方(fang)面(mian)是鋼(gang)與合(he)金(jin)(jin)的(de)成分,另一方(fang)面(mian)是介(jie)質的(de)種(zhong)類。我們把存在活化(hua)(hua)(hua)(hua)-鈍化(hua)(hua)(hua)(hua)轉變的(de)金(jin)(jin)屬和(he)(he)(he)合(he)金(jin)(jin)的(de)極(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)曲線(xian)(xian)圖(tu)上(shang)的(de)陽極(ji)(ji)和(he)(he)(he)陰極(ji)(ji)極(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)曲線(xian)(xian)的(de)四種(zhong)相對位置(zhi),用圖(tu)11-9中的(de)A、B、C、D、E和(he)(he)(he)F來表(biao)示,以此來討論(lun)該金(jin)(jin)屬和(he)(he)(he)合(he)金(jin)(jin)鈍化(hua)(hua)(hua)(hua)狀態的(de)穩定性。

由圖(tu)11-9可(ke)看(kan)出在(zai)不同條件下,電(dian)化(hua)(hua)(hua)(hua)學腐(fu)蝕(shi)的(de)四(si)種(zhong)(zhong)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)(tai)。第(di)一(yi)種(zhong)(zhong)情(qing)況(kuang)εm和(he)(he)(he)ε陰僅(jin)有一(yi)個(ge)交點A,即僅(jin)有一(yi)個(ge)穩(wen)定態(tai)(tai)(tai)εA,不超過(guo)(guo)(guo)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)電(dian)位εp,此(ci)時(shi)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)處于活(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)(tai),腐(fu)蝕(shi)電(dian)流強度(du)(du)較(jiao)大,因(yin)(yin)此(ci)腐(fu)蝕(shi)速(su)(su)度(du)(du)較(jiao)大。如鐵在(zai)稀硫酸(suan)中(zhong)的(de)腐(fu)蝕(shi)就是(shi)(shi)(shi)一(yi)個(ge)典型的(de)例(li)子。第(di)二種(zhong)(zhong)情(qing)況(kuang)是(shi)(shi)(shi)ε陽(yang)和(he)(he)(he)ε陰有三(san)個(ge)交點B、C、D,而(er)C點是(shi)(shi)(shi)不穩(wen)定的(de),B點和(he)(he)(he)D點的(de)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)(tai)是(shi)(shi)(shi)相對穩(wen)定的(de),即金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)可(ke)以處在(zai)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)(tai)也可(ke)以處在(zai)活(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)(tai),這種(zhong)(zhong)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)(tai)可(ke)以因(yin)(yin)為其他(ta)偶然因(yin)(yin)素而(er)被(bei)破壞,而(er)使(shi)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)或(huo)合金(jin)(jin)(jin)(jin)處于活(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)(tai)。如18-8不銹(xiu)鋼在(zai)含氧化(hua)(hua)(hua)(hua)劑的(de)硫酸(suan)介質中(zhong)即屬(shu)于此(ci)種(zhong)(zhong)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)(tai)。第(di)三(san)種(zhong)(zhong)情(qing)況(kuang)ε陽(yang)和(he)(he)(he)ε陰交于E點,只有一(yi)個(ge)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)穩(wen)定電(dian)位,這種(zhong)(zhong)情(qing)況(kuang)說明金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)只有處在(zai)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)(tai)才是(shi)(shi)(shi)穩(wen)定的(de),它能夠自(zi)動鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua),具有很小的(de)腐(fu)蝕(shi)速(su)(su)度(du)(du)。如不銹(xiu)鋼在(zai)硝(xiao)酸(suan)中(zhong)就是(shi)(shi)(shi)這樣。第(di)四(si)種(zhong)(zhong)情(qing)況(kuang)ε和(he)(he)(he)ε陰交于F點,處于過(guo)(guo)(guo)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)區,εF超過(guo)(guo)(guo)了過(guo)(guo)(guo)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)電(dian)位εT,金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)處于過(guo)(guo)(guo)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)(tai),有較(jiao)高的(de)腐(fu)蝕(shi)速(su)(su)度(du)(du)。如鉻不銹(xiu)鋼在(zai)濃硝(xiao)酸(suan)中(zhong)就會產生過(guo)(guo)(guo)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)。
從上述(shu)分析(xi)可以(yi)得出(chu),不銹鋼(gang)只有(you)在(zai)第三種(zhong)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(即處于鈍化狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態)下才(cai)是耐腐蝕的(de),它有(you)最小(xiao)的(de)腐蝕電(dian)流,腐蝕速度很小(xiao)。其他三種(zhong)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態下不銹鋼(gang)是不耐蝕的(de)。由(you)此可見不銹鋼(gang)的(de)“不銹性”是相對(dui)的(de),只是說腐蝕速度比較小(xiao)就是了。
不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)不銹性既然與表面(mian)鈍化膜的(de)(de)穩定性有(you)關,那么(me),任何有(you)意(yi)和無意(yi)的(de)(de)表面(mian)處理都可能影(ying)響(xiang)其不銹性。改(gai)變(bian)不銹鋼(gang)(gang)表面(mian)的(de)(de)粗(cu)糙度,就(jiu)可以(yi)影(ying)響(xiang)不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)耐腐蝕性。降低不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)表面(mian)粗(cu)糙度,可以(yi)提高耐腐蝕性,這是不爭的(de)(de)事實,不銹鋼(gang)(gang)表面(mian)拋光的(de)(de)目的(de)(de)之一就(jiu)在(zai)于此。
從上述分析還可以看出(chu),電(dian)(dian)解(jie)拋(pao)(pao)光(guang)(guang)(guang)就是(shi)選擇合適的(de)(de)(de)電(dian)(dian)解(jie)液組(zu)成及濃度(du),使(shi)(shi)金屬表(biao)面既處于局部活化(hua)(hua),又處于局部鈍(dun)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)中間狀態(圖11-9中的(de)(de)(de)B、D點之間),來實現(xian)整(zheng)(zheng)平表(biao)面、增加(jia)光(guang)(guang)(guang)澤的(de)(de)(de)效(xiao)果。同時,只有使(shi)(shi)陽(yang)極鈍(dun)化(hua)(hua)膜(mo)的(de)(de)(de)生成速(su)(su)度(du)與溶(rong)解(jie)速(su)(su)度(du)大(da)致相同時,方可達到(dao)較好的(de)(de)(de)拋(pao)(pao)光(guang)(guang)(guang)效(xiao)果。為此,合理地調整(zheng)(zheng)電(dian)(dian)解(jie)拋(pao)(pao)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)工藝參數(電(dian)(dian)流密(mi)度(du)、電(dian)(dian)解(jie)液溫(wen)度(du)、拋(pao)(pao)光(guang)(guang)(guang)時間),使(shi)(shi)陽(yang)極鈍(dun)化(hua)(hua)膜(mo)的(de)(de)(de)生成速(su)(su)度(du)與溶(rong)解(jie)速(su)(su)度(du)大(da)致相同,是(shi)獲(huo)得高(gao)亮(liang)度(du),低粗糙度(du)的(de)(de)(de)拋(pao)(pao)光(guang)(guang)(guang)效(xiao)果的(de)(de)(de)關鍵(jian)。
電化學拋光是以(yi)被拋光工(gong)件為陽極(ji),不溶性(xing)金屬為陰極(ji),兩電極(ji)同時浸人電化學拋光槽中,通以(yi)直流(liu)電而產生有選擇性(xing)的陽極(ji)溶解(jie),陽極(ji)表面光亮度增大(da),這種過程與電鍍過程正好相反。
2. 電解拋光的黏(nian)性薄膜理論
電解拋光(guang)(guang)(guang)主(zhu)要是靠(kao)陽(yang)極(ji)(ji)電極(ji)(ji)溶(rong)解過程和表(biao)(biao)(biao)面(mian)磷酸(suan)(suan)鹽(yan)膜共同作用(yong)的(de)(de)(de)結(jie)果。從陽(yang)極(ji)(ji)溶(rong)解下來的(de)(de)(de)金屬離子與拋光(guang)(guang)(guang)液中的(de)(de)(de)磷酸(suan)(suan)形(xing)成溶(rong)解度(du)小、黏性(xing)大(da)、擴散速(su)(su)度(du)小的(de)(de)(de)磷酸(suan)(suan)鹽(yan),并慢(man)慢(man)地積累在陽(yang)極(ji)(ji)附近,粘接在陽(yang)極(ji)(ji)表(biao)(biao)(biao)面(mian),形(xing)成了黏滯性(xing)較大(da)的(de)(de)(de)電解液層。密度(du)大(da)、導電能(neng)力差的(de)(de)(de)黏膜在微(wei)觀(guan)表(biao)(biao)(biao)面(mian)上分布不(bu)均勻,從而(er)影響了電流(liu)(liu)密度(du)在陽(yang)極(ji)(ji)上的(de)(de)(de)分布。很明顯,黏膜在微(wei)觀(guan)凸起處(chu)(chu)比凹洼處(chu)(chu)的(de)(de)(de)厚度(du)小,使凸起處(chu)(chu)電流(liu)(liu)密度(du)較高而(er)溶(rong)解速(su)(su)度(du)較快(kuai)。隨著黏膜的(de)(de)(de)流(liu)(liu)動,凸凹位置的(de)(de)(de)不(bu)斷(duan)變(bian)換,粗糙表(biao)(biao)(biao)面(mian)被逐漸整(zheng)平。不(bu)銹鋼表(biao)(biao)(biao)面(mian)因此被拋光(guang)(guang)(guang)達到高度(du)光(guang)(guang)(guang)潔和光(guang)(guang)(guang)澤的(de)(de)(de)外觀(guan)。
由此(ci)可(ke)見(jian),溶液濃度(du)和(he)黏(nian)(nian)(nian)度(du)是(shi)電(dian)解拋(pao)(pao)光(guang)(guang)(guang)的(de)重要(yao)因素,特別是(shi)溶液的(de)黏(nian)(nian)(nian)度(du)。往往表現在(zai)新配的(de)拋(pao)(pao)光(guang)(guang)(guang)溶液,雖然(ran)成分(fen)和(he)濃度(du)達到了(le)要(yao)求(qiu),但由于黏(nian)(nian)(nian)度(du)尚未達到要(yao)求(qiu)也(ye)拋(pao)(pao)不出光(guang)(guang)(guang)亮的(de)表面(mian),只(zhi)有(you)在(zai)經過(guo)一段(duan)時(shi)間的(de)電(dian)解后(hou)方(fang)(fang)能使拋(pao)(pao)光(guang)(guang)(guang)達到良好狀(zhuang)態(tai)。特別是(shi)溶液與零(ling)件(jian)的(de)界面(mian)濃度(du)和(he)黏(nian)(nian)(nian)度(du),在(zai)拋(pao)(pao)光(guang)(guang)(guang)中起著重要(yao)作(zuo)用。這就是(shi)為什(shen)么(me)要(yao)求(qiu)工件(jian)在(zai)進入拋(pao)(pao)光(guang)(guang)(guang)液前表面(mian)水(shui)膜(mo)要(yao)均勻,否則會由于工件(jian)表面(mian)帶(dai)水(shui)膜(mo)的(de)不均勻性(xing),破壞了(le)黏(nian)(nian)(nian)膜(mo)的(de)正(zheng)常生(sheng)成,發生(sheng)局部(bu)過(guo)腐蝕(shi)現象。水(shui)洗后(hou)的(de)工件(jian)最好甩干或(huo)烘干后(hou),立即迅(xun)速下槽,通(tong)電(dian)拋(pao)(pao)光(guang)(guang)(guang),方(fang)(fang)可(ke)避免由于表面(mian)水(shui)膜(mo)不均勻,發生(sheng)局部(bu)過(guo)腐蝕(shi)現象。
電(dian)(dian)解(jie)拋(pao)(pao)光還不(bu)能完全取代機械拋(pao)(pao)光。這是(shi)因為電(dian)(dian)解(jie)拋(pao)(pao)光只是(shi)對金屬表(biao)面(mian)起微(wei)觀整平(ping)作用,如果(guo)粗糙表(biao)面(mian)也(ye)采用電(dian)(dian)解(jie)拋(pao)(pao)光,那是(shi)非(fei)常不(bu)經濟的(de),宏觀的(de)整平(ping)還是(shi)要靠機械拋(pao)(pao)光。
電(dian)解(jie)拋(pao)光(guang)(guang)對材(cai)料化學成分的不均(jun)(jun)勻性和(he)顯(xian)微偏析特別敏感,會(hui)在金屬(shu)基體和(he)非金屬(shu)夾雜(za)物之(zhi)間發生劇烈侵蝕作用(yong)。有時候,不良的臺(tai)金狀(zhuang)態,金屬(shu)晶粒結(jie)構尺寸的不均(jun)(jun)勻性,軋制(zhi)的痕跡,鹽類(lei)或氧化物的污(wu)染、過酸洗以及淬(cui)火過度等,均(jun)(jun)會(hui)對電(dian)解(jie)拋(pao)光(guang)(guang)產生極(ji)不良的影響,而這(zhe)些問題常(chang)(chang)常(chang)(chang)要(yao)靠先期(qi)的機械拋(pao)光(guang)(guang)來(lai)彌補(bu)。
3. 不(bu)銹鋼電(dian)解拋光表面(mian)的特性(xing)
a. 電解拋光(guang)表(biao)面粗糙度和(he)光(guang)亮度
電解(jie)拋(pao)光(guang)表面(mian)粗糙度(du)值(Ra)接近于0.20μm,光(guang)亮度(du)可達80%左右,這是(shi)機械拋(pao)光(guang)所難以達到的(圖11-3和圖11-4).

b. 電(dian)解拋光表面(mian)顯(xian)微硬度
電解(jie)拋(pao)光隨著拋(pao)光時間的(de)延長,表面(mian)顯微硬(ying)度開始時明顯下降,15min后(hou)下降趨(qu)勢(shi)變得平緩(huan),這(zhe)主要是因(yin)為電解(jie)拋(pao)光時,冷(leng)作硬(ying)化層被逐漸溶解(jie),使表面(mian)硬(ying)度下降,而后(hou)趨(qu)于平緩(huan)所致。
c. 表面耐腐蝕性
腐(fu)蝕性實驗采用(yong)失重(zhong)法進行(xing),即(ji)50g/L三(san)氯化鐵和183g/L鹽酸介質,在(zai)(zai)溫度50℃中進行(xing)。每隔1小時取出試樣觀察其表(biao)面(mian)腐(fu)蝕狀態,并(bing)在(zai)(zai)光電分析天平上稱量其失重(zhong)值(zhi)(mg).
在(zai)電(dian)解拋(pao)(pao)光(guang)時,金屬表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)冷作硬(ying)化(hua)層(ceng)溶解,表(biao)面(mian)(mian)活性(xing)降低,更重要的(de)(de)(de)是(shi)表(biao)面(mian)(mian)形(xing)成連續的(de)(de)(de)鈍化(hua)膜,明(ming)顯地提高了(le)其耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)。眾所周知,降低表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)粗糙度可(ke)以提高耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)。特(te)別是(shi)電(dian)解拋(pao)(pao)光(guang)表(biao)面(mian)(mian)形(xing)成的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)膜中(zhong),Cr/Fe值(zhi)最大,在(zai)許(xu)(xu)多介(jie)質(zhi)中(zhong)都(dou)有很高的(de)(de)(de)穩(wen)定性(xing),所以耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi);而機械拋(pao)(pao)光(guang)表(biao)面(mian)(mian)膜中(zhong)的(de)(de)(de)Cr/Fe值(zhi)最小(xiao),因而,在(zai)許(xu)(xu)多介(jie)質(zhi)中(zhong)的(de)(de)(de)穩(wen)定性(xing),耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)較電(dian)解拋(pao)(pao)光(guang)表(biao)面(mian)(mian)差許(xu)(xu)多。
4. 電解拋光的優點
不(bu)銹鋼電解拋光與手工(gong)機械(xie)拋光相(xiang)比,具有下(xia)列優點(dian):
a. 產品(pin)內外色澤(ze)一致,清潔光亮,光澤(ze)持久(jiu),外觀輪廓清晰;
b. 拋光面抗腐(fu)蝕性能增強;
c. 與(yu)機(ji)械拋光相比,生產效(xiao)率高(gao),成(cheng)本低(di);
d. 應用范圍廣.特(te)別(bie)適用與蒲工件(jian)和機械拋光(guang)不(bu)能實現的工件(jian)拋光(guang),如焊管、容器內壁拋光(guang)等(deng)。

