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. 不銹鋼的陽極極化(hua)曲線
不銹鋼電解拋光時測得陽極(ji)(ji)電位(wei)-電流強度極(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)曲(qu)(qu)線(xian),如圖(tu)11-9.圖(tu)11-9中(zhong)有(you)3個不同的(de)(de)電化(hua)(hua)(hua)學行為(wei)區域:活化(hua)(hua)(hua)區(A)、鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)區(P)和(he)(he)過鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)區(T).影響陽極(ji)(ji)極(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)曲(qu)(qu)線(xian)和(he)(he)陰極(ji)(ji)極(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)曲(qu)(qu)線(xian)相(xiang)對(dui)位(wei)置的(de)(de)主要因素有(you)兩方(fang)面,一方(fang)面是(shi)鋼與合金的(de)(de)成(cheng)分,另一方(fang)面是(shi)介質的(de)(de)種(zhong)類。我們把存在活化(hua)(hua)(hua)-鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)轉變(bian)的(de)(de)金屬(shu)和(he)(he)合金的(de)(de)極(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)曲(qu)(qu)線(xian)圖(tu)上的(de)(de)陽極(ji)(ji)和(he)(he)陰極(ji)(ji)極(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)曲(qu)(qu)線(xian)的(de)(de)四種(zhong)相(xiang)對(dui)位(wei)置,用圖(tu)11-9中(zhong)的(de)(de)A、B、C、D、E和(he)(he)F來表(biao)示,以此來討(tao)論該金屬(shu)和(he)(he)合金鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)態的(de)(de)穩(wen)定性。
由圖11-9可(ke)(ke)看出在(zai)(zai)不(bu)同條件下,電(dian)化(hua)學(xue)腐(fu)蝕的(de)(de)(de)四種(zhong)(zhong)(zhong)狀態(tai)。第(di)(di)一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)情況(kuang)εm和ε陰僅有(you)一(yi)個(ge)交點(dian)A,即(ji)僅有(you)一(yi)個(ge)穩(wen)定(ding)(ding)態(tai)εA,不(bu)超過(guo)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)電(dian)位(wei)εp,此(ci)時(shi)金(jin)(jin)屬處(chu)(chu)于活(huo)(huo)化(hua)狀態(tai),腐(fu)蝕電(dian)流強度(du)(du)較(jiao)(jiao)大,因(yin)此(ci)腐(fu)蝕速(su)度(du)(du)較(jiao)(jiao)大。如鐵在(zai)(zai)稀硫酸(suan)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕就(jiu)是一(yi)個(ge)典型的(de)(de)(de)例(li)子。第(di)(di)二種(zhong)(zhong)(zhong)情況(kuang)是ε陽和ε陰有(you)三(san)個(ge)交點(dian)B、C、D,而(er)C點(dian)是不(bu)穩(wen)定(ding)(ding)的(de)(de)(de),B點(dian)和D點(dian)的(de)(de)(de)狀態(tai)是相(xiang)對穩(wen)定(ding)(ding)的(de)(de)(de),即(ji)金(jin)(jin)屬可(ke)(ke)以(yi)處(chu)(chu)在(zai)(zai)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)狀態(tai)也可(ke)(ke)以(yi)處(chu)(chu)在(zai)(zai)活(huo)(huo)化(hua)狀態(tai),這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)狀態(tai)可(ke)(ke)以(yi)因(yin)為其他偶然因(yin)素而(er)被(bei)破壞,而(er)使金(jin)(jin)屬或(huo)合金(jin)(jin)處(chu)(chu)于活(huo)(huo)化(hua)狀態(tai)。如18-8不(bu)銹(xiu)鋼在(zai)(zai)含氧化(hua)劑的(de)(de)(de)硫酸(suan)介(jie)質中(zhong)(zhong)即(ji)屬于此(ci)種(zhong)(zhong)(zhong)狀態(tai)。第(di)(di)三(san)種(zhong)(zhong)(zhong)情況(kuang)ε陽和ε陰交于E點(dian),只有(you)一(yi)個(ge)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)穩(wen)定(ding)(ding)電(dian)位(wei),這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)情況(kuang)說明金(jin)(jin)屬只有(you)處(chu)(chu)在(zai)(zai)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)狀態(tai)才(cai)是穩(wen)定(ding)(ding)的(de)(de)(de),它能夠自(zi)動(dong)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua),具(ju)有(you)很小的(de)(de)(de)腐(fu)蝕速(su)度(du)(du)。如不(bu)銹(xiu)鋼在(zai)(zai)硝酸(suan)中(zhong)(zhong)就(jiu)是這(zhe)樣。第(di)(di)四種(zhong)(zhong)(zhong)情況(kuang)ε和ε陰交于F點(dian),處(chu)(chu)于過(guo)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)區,εF超過(guo)了過(guo)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)電(dian)位(wei)εT,金(jin)(jin)屬處(chu)(chu)于過(guo)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)狀態(tai),有(you)較(jiao)(jiao)高的(de)(de)(de)腐(fu)蝕速(su)度(du)(du)。如鉻不(bu)銹(xiu)鋼在(zai)(zai)濃硝酸(suan)中(zhong)(zhong)就(jiu)會產生過(guo)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)。
從上述分析可以(yi)得出(chu),不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)只有(you)在第(di)三種狀態(即處于鈍化狀態)下才是耐腐蝕(shi)(shi)的(de)(de),它有(you)最小(xiao)的(de)(de)腐蝕(shi)(shi)電流(liu),腐蝕(shi)(shi)速(su)(su)度很小(xiao)。其(qi)他三種狀態下不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)是不(bu)耐蝕(shi)(shi)的(de)(de)。由(you)此可見不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)“不(bu)銹(xiu)(xiu)性”是相對的(de)(de),只是說(shuo)腐蝕(shi)(shi)速(su)(su)度比較(jiao)小(xiao)就是了。
不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)性既然與表面(mian)鈍化(hua)膜的(de)(de)(de)穩定性有(you)關,那么,任何有(you)意和無(wu)意的(de)(de)(de)表面(mian)處理都可(ke)能影(ying)(ying)響其不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)性。改變不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)表面(mian)的(de)(de)(de)粗(cu)糙度,就(jiu)可(ke)以(yi)影(ying)(ying)響不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)耐腐蝕性。降低不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)表面(mian)粗(cu)糙度,可(ke)以(yi)提高耐腐蝕性,這是不(bu)爭的(de)(de)(de)事實,不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)表面(mian)拋光的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)之一(yi)就(jiu)在于此。
從上述分析還可以看出(chu),電(dian)解拋(pao)光(guang)(guang)(guang)就是(shi)選擇合適(shi)的電(dian)解液(ye)組成及濃度(du),使(shi)金屬表面(mian)既處于局部活(huo)化(hua)(hua),又處于局部鈍化(hua)(hua)的中間(jian)狀態(圖11-9中的B、D點之間(jian)),來(lai)實現整平(ping)表面(mian)、增加(jia)光(guang)(guang)(guang)澤(ze)的效(xiao)果(guo)。同時,只(zhi)有使(shi)陽(yang)極(ji)鈍化(hua)(hua)膜的生成速(su)度(du)與溶解速(su)度(du)大致相(xiang)同時,方(fang)可達到較(jiao)好的拋(pao)光(guang)(guang)(guang)效(xiao)果(guo)。為此,合理地(di)調整電(dian)解拋(pao)光(guang)(guang)(guang)的工藝參數(shu)(電(dian)流密度(du)、電(dian)解液(ye)溫度(du)、拋(pao)光(guang)(guang)(guang)時間(jian)),使(shi)陽(yang)極(ji)鈍化(hua)(hua)膜的生成速(su)度(du)與溶解速(su)度(du)大致相(xiang)同,是(shi)獲得(de)高亮度(du),低(di)粗(cu)糙度(du)的拋(pao)光(guang)(guang)(guang)效(xiao)果(guo)的關(guan)鍵。
電(dian)化學(xue)拋光是以被拋光工件為陽(yang)極,不(bu)溶(rong)性金屬為陰極,兩電(dian)極同時浸人電(dian)化學(xue)拋光槽中,通以直流(liu)電(dian)而產生有選擇性的(de)陽(yang)極溶(rong)解,陽(yang)極表(biao)面光亮(liang)度增(zeng)大,這種過程(cheng)與電(dian)鍍過程(cheng)正好相(xiang)反。
2. 電解拋光(guang)的黏性薄膜理論
電(dian)(dian)(dian)解(jie)拋(pao)光(guang)主要(yao)是靠陽(yang)(yang)極電(dian)(dian)(dian)極溶解(jie)過程和(he)表面(mian)(mian)磷酸鹽膜共同(tong)作用的(de)(de)(de)(de)結(jie)果(guo)。從(cong)陽(yang)(yang)極溶解(jie)下(xia)來的(de)(de)(de)(de)金屬(shu)離(li)子與(yu)拋(pao)光(guang)液(ye)中的(de)(de)(de)(de)磷酸形成(cheng)溶解(jie)度(du)(du)小(xiao)、黏性大(da)、擴散速度(du)(du)小(xiao)的(de)(de)(de)(de)磷酸鹽,并(bing)慢慢地(di)積累(lei)在(zai)陽(yang)(yang)極附近,粘接在(zai)陽(yang)(yang)極表面(mian)(mian),形成(cheng)了黏滯性較大(da)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)解(jie)液(ye)層(ceng)。密度(du)(du)大(da)、導電(dian)(dian)(dian)能力差的(de)(de)(de)(de)黏膜在(zai)微(wei)觀表面(mian)(mian)上分(fen)布不(bu)(bu)均勻,從(cong)而影響了電(dian)(dian)(dian)流(liu)密度(du)(du)在(zai)陽(yang)(yang)極上的(de)(de)(de)(de)分(fen)布。很明(ming)顯,黏膜在(zai)微(wei)觀凸(tu)(tu)起處比凹洼(wa)處的(de)(de)(de)(de)厚度(du)(du)小(xiao),使凸(tu)(tu)起處電(dian)(dian)(dian)流(liu)密度(du)(du)較高而溶解(jie)速度(du)(du)較快。隨著(zhu)黏膜的(de)(de)(de)(de)流(liu)動,凸(tu)(tu)凹位置(zhi)的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)斷變換(huan),粗(cu)糙表面(mian)(mian)被逐(zhu)漸整平。不(bu)(bu)銹鋼表面(mian)(mian)因(yin)此(ci)被拋(pao)光(guang)達到高度(du)(du)光(guang)潔(jie)和(he)光(guang)澤的(de)(de)(de)(de)外觀。
由此可見,溶液濃度和黏(nian)度是電解(jie)(jie)拋光(guang)的(de)重(zhong)要(yao)因素(su),特(te)別是溶液的(de)黏(nian)度。往(wang)往(wang)表(biao)現在(zai)新配的(de)拋光(guang)溶液,雖然成分和濃度達(da)到(dao)(dao)了(le)要(yao)求(qiu)(qiu),但由于黏(nian)度尚未達(da)到(dao)(dao)要(yao)求(qiu)(qiu)也拋不出光(guang)亮的(de)表(biao)面(mian),只(zhi)有在(zai)經(jing)過(guo)一段時間的(de)電解(jie)(jie)后方能使拋光(guang)達(da)到(dao)(dao)良(liang)好狀態。特(te)別是溶液與(yu)零(ling)件(jian)的(de)界面(mian)濃度和黏(nian)度,在(zai)拋光(guang)中(zhong)起著(zhu)重(zhong)要(yao)作用。這就是為什么要(yao)求(qiu)(qiu)工件(jian)在(zai)進入(ru)拋光(guang)液前表(biao)面(mian)水(shui)膜要(yao)均(jun)勻,否則會由于工件(jian)表(biao)面(mian)帶水(shui)膜的(de)不均(jun)勻性,破壞了(le)黏(nian)膜的(de)正常(chang)生(sheng)成,發生(sheng)局部過(guo)腐(fu)蝕現象。水(shui)洗后的(de)工件(jian)最好甩干或烘干后,立即迅速下槽,通電拋光(guang),方可避免(mian)由于表(biao)面(mian)水(shui)膜不均(jun)勻,發生(sheng)局部過(guo)腐(fu)蝕現象。
電解拋(pao)光(guang)還不能完(wan)全(quan)取代(dai)機械拋(pao)光(guang)。這是(shi)因為電解拋(pao)光(guang)只是(shi)對(dui)金屬表面起微觀(guan)整平作用,如果粗糙表面也采用電解拋(pao)光(guang),那是(shi)非常不經濟(ji)的(de),宏觀(guan)的(de)整平還是(shi)要靠機械拋(pao)光(guang)。
電(dian)解拋(pao)光對材料化(hua)學成分的(de)不(bu)(bu)均勻性和顯微偏析特別敏感,會(hui)(hui)在金屬(shu)基體和非金屬(shu)夾雜物之(zhi)間(jian)發生(sheng)劇烈侵蝕作用(yong)。有時候,不(bu)(bu)良的(de)臺(tai)金狀(zhuang)態,金屬(shu)晶粒結構(gou)尺(chi)寸的(de)不(bu)(bu)均勻性,軋制的(de)痕(hen)跡,鹽類或(huo)氧(yang)化(hua)物的(de)污染(ran)、過酸洗以(yi)及淬(cui)火(huo)過度等,均會(hui)(hui)對電(dian)解拋(pao)光產生(sheng)極不(bu)(bu)良的(de)影響,而這些(xie)問題常常要靠先期的(de)機(ji)械拋(pao)光來彌補。
3. 不銹鋼電解拋光表(biao)面(mian)的特(te)性
a. 電解(jie)拋光表面(mian)粗糙度(du)(du)和(he)光亮度(du)(du)
電解(jie)拋光(guang)表面粗(cu)糙度值(Ra)接(jie)近(jin)于0.20μm,光(guang)亮(liang)度可達80%左右,這(zhe)是(shi)機械拋光(guang)所難以達到的(de)(圖(tu)(tu)11-3和圖(tu)(tu)11-4).
b. 電解拋光表面顯(xian)微(wei)硬(ying)度
電(dian)解(jie)(jie)拋光隨著拋光時間(jian)的延長(chang),表面顯微硬(ying)度開始時明顯下降,15min后下降趨勢變得平緩,這主要是因為電(dian)解(jie)(jie)拋光時,冷作硬(ying)化層被(bei)逐漸溶解(jie)(jie),使表面硬(ying)度下降,而(er)后趨于平緩所致。
c. 表面耐腐蝕性
腐蝕性實(shi)驗采用失(shi)重法(fa)進(jin)行,即50g/L三氯(lv)化鐵和183g/L鹽(yan)酸介質(zhi),在(zai)溫(wen)度50℃中進(jin)行。每隔1小(xiao)時取(qu)出試樣觀察(cha)其(qi)表面腐蝕狀態,并在(zai)光電分析天(tian)平上(shang)稱量其(qi)失(shi)重值(mg).
在(zai)(zai)電(dian)解拋光(guang)時,金屬表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)冷作硬化層(ceng)溶解,表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)性(xing)(xing)降(jiang)低(di),更(geng)重要的(de)(de)(de)(de)是(shi)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)形(xing)成連續的(de)(de)(de)(de)鈍化膜,明顯地提(ti)高(gao)了其耐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)。眾所(suo)周知,降(jiang)低(di)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)粗糙(cao)度可以(yi)提(ti)高(gao)耐腐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)。特別是(shi)電(dian)解拋光(guang)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)形(xing)成的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)膜中,Cr/Fe值(zhi)最大,在(zai)(zai)許多(duo)介質中都有很高(gao)的(de)(de)(de)(de)穩定性(xing)(xing),所(suo)以(yi)耐腐蝕(shi)(shi)(shi);而(er)機械拋光(guang)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)膜中的(de)(de)(de)(de)Cr/Fe值(zhi)最小(xiao),因(yin)而(er),在(zai)(zai)許多(duo)介質中的(de)(de)(de)(de)穩定性(xing)(xing),耐腐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)較電(dian)解拋光(guang)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)差許多(duo)。
4. 電解拋光的優(you)點
不銹鋼電解(jie)拋(pao)光(guang)與手工(gong)機械拋(pao)光(guang)相比,具有(you)下(xia)列優點:
a. 產品(pin)內外(wai)(wai)色澤一致,清潔(jie)光(guang)亮,光(guang)澤持久,外(wai)(wai)觀輪廓(kuo)清晰;
b. 拋光面抗腐蝕性能增強;
c. 與機械拋光相比,生產效(xiao)率高,成(cheng)本低;
d. 應用范圍廣.特(te)別(bie)適用與蒲工件(jian)和(he)機(ji)械拋(pao)(pao)(pao)光不能實(shi)現(xian)的工件(jian)拋(pao)(pao)(pao)光,如焊管、容器內壁拋(pao)(pao)(pao)光等(deng)。