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. 不銹鋼的陽極極化曲線


  不(bu)銹鋼(gang)電(dian)解(jie)拋光時(shi)測得陽極(ji)(ji)電(dian)位-電(dian)流(liu)強度極(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)曲(qu)線,如(ru)圖(tu)(tu)11-9.圖(tu)(tu)11-9中有(you)3個不(bu)同(tong)的(de)電(dian)化(hua)(hua)(hua)(hua)學行為(wei)區(qu)域:活化(hua)(hua)(hua)(hua)區(qu)(A)、鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)區(qu)(P)和(he)過鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)區(qu)(T).影響陽極(ji)(ji)極(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)曲(qu)線和(he)陰極(ji)(ji)極(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)曲(qu)線相(xiang)對(dui)位置的(de)主要因素有(you)兩(liang)方面(mian)(mian),一方面(mian)(mian)是(shi)鋼(gang)與合金的(de)成分,另一方面(mian)(mian)是(shi)介(jie)質的(de)種類。我們把存(cun)在(zai)活化(hua)(hua)(hua)(hua)-鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)轉(zhuan)變的(de)金屬(shu)和(he)合金的(de)極(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)曲(qu)線圖(tu)(tu)上的(de)陽極(ji)(ji)和(he)陰極(ji)(ji)極(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)曲(qu)線的(de)四種相(xiang)對(dui)位置,用圖(tu)(tu)11-9中的(de)A、B、C、D、E和(he)F來表示,以此來討論(lun)該金屬(shu)和(he)合金鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)狀態的(de)穩(wen)定性。


圖 9.jpg


   由圖11-9可(ke)(ke)看出在(zai)不同(tong)條件下(xia),電化(hua)(hua)學腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)四(si)種(zhong)(zhong)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)。第(di)一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)情(qing)(qing)況εm和ε陰僅(jin)有(you)(you)一(yi)(yi)個(ge)(ge)交(jiao)點(dian)A,即僅(jin)有(you)(you)一(yi)(yi)個(ge)(ge)穩(wen)(wen)定態(tai)εA,不超(chao)過(guo)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)電位(wei)(wei)εp,此時金(jin)(jin)(jin)(jin)屬處(chu)(chu)于(yu)(yu)活化(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai),腐(fu)蝕(shi)(shi)電流(liu)強度較(jiao)大,因(yin)此腐(fu)蝕(shi)(shi)速(su)度較(jiao)大。如(ru)鐵(tie)在(zai)稀硫酸(suan)中(zhong)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)就(jiu)是(shi)(shi)一(yi)(yi)個(ge)(ge)典型(xing)的(de)(de)(de)例子(zi)。第(di)二(er)種(zhong)(zhong)情(qing)(qing)況是(shi)(shi)ε陽和ε陰有(you)(you)三個(ge)(ge)交(jiao)點(dian)B、C、D,而(er)(er)C點(dian)是(shi)(shi)不穩(wen)(wen)定的(de)(de)(de),B點(dian)和D點(dian)的(de)(de)(de)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)是(shi)(shi)相對穩(wen)(wen)定的(de)(de)(de),即金(jin)(jin)(jin)(jin)屬可(ke)(ke)以處(chu)(chu)在(zai)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)也可(ke)(ke)以處(chu)(chu)在(zai)活化(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai),這(zhe)種(zhong)(zhong)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)可(ke)(ke)以因(yin)為其他偶然因(yin)素而(er)(er)被破壞,而(er)(er)使(shi)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬或(huo)合金(jin)(jin)(jin)(jin)處(chu)(chu)于(yu)(yu)活化(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)。如(ru)18-8不銹鋼在(zai)含(han)氧(yang)化(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)硫酸(suan)介質中(zhong)即屬于(yu)(yu)此種(zhong)(zhong)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)。第(di)三種(zhong)(zhong)情(qing)(qing)況ε陽和ε陰交(jiao)于(yu)(yu)E點(dian),只有(you)(you)一(yi)(yi)個(ge)(ge)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)穩(wen)(wen)定電位(wei)(wei),這(zhe)種(zhong)(zhong)情(qing)(qing)況說明金(jin)(jin)(jin)(jin)屬只有(you)(you)處(chu)(chu)在(zai)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)才是(shi)(shi)穩(wen)(wen)定的(de)(de)(de),它(ta)能夠自動(dong)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua),具有(you)(you)很(hen)小的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)速(su)度。如(ru)不銹鋼在(zai)硝(xiao)酸(suan)中(zhong)就(jiu)是(shi)(shi)這(zhe)樣(yang)。第(di)四(si)種(zhong)(zhong)情(qing)(qing)況ε和ε陰交(jiao)于(yu)(yu)F點(dian),處(chu)(chu)于(yu)(yu)過(guo)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)區,εF超(chao)過(guo)了過(guo)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)電位(wei)(wei)εT,金(jin)(jin)(jin)(jin)屬處(chu)(chu)于(yu)(yu)過(guo)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai),有(you)(you)較(jiao)高的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)速(su)度。如(ru)鉻不銹鋼在(zai)濃硝(xiao)酸(suan)中(zhong)就(jiu)會產生(sheng)過(guo)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)。


 從上述分析可以得出,不(bu)(bu)銹鋼只有在第三(san)種狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)(即(ji)處于鈍化狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai))下才是(shi)耐(nai)腐蝕(shi)的(de)(de)(de),它有最小的(de)(de)(de)腐蝕(shi)電流(liu),腐蝕(shi)速度很小。其他三(san)種狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)下不(bu)(bu)銹鋼是(shi)不(bu)(bu)耐(nai)蝕(shi)的(de)(de)(de)。由此可見不(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)(de)“不(bu)(bu)銹性”是(shi)相(xiang)對的(de)(de)(de),只是(shi)說腐蝕(shi)速度比(bi)較小就是(shi)了。


  不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)性(xing)既然與表(biao)(biao)面鈍化(hua)膜(mo)的(de)穩定性(xing)有關(guan),那么,任(ren)何(he)有意(yi)和無意(yi)的(de)表(biao)(biao)面處理(li)都可(ke)(ke)能(neng)影響其不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)性(xing)。改變(bian)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)表(biao)(biao)面的(de)粗(cu)糙度,就(jiu)(jiu)可(ke)(ke)以(yi)影響不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)。降(jiang)低不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)表(biao)(biao)面粗(cu)糙度,可(ke)(ke)以(yi)提高耐(nai)腐蝕(shi)性(xing),這(zhe)是不(bu)(bu)爭的(de)事實,不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)表(biao)(biao)面拋光(guang)的(de)目的(de)之(zhi)一就(jiu)(jiu)在(zai)于(yu)此(ci)。


  從上述分析還可(ke)以看(kan)出,電(dian)解(jie)(jie)(jie)拋(pao)光(guang)(guang)就是(shi)選擇合(he)適(shi)的(de)(de)電(dian)解(jie)(jie)(jie)液組成及濃度(du)(du)(du)(du),使金屬表(biao)面既處(chu)于局部活化,又(you)處(chu)于局部鈍化的(de)(de)中間(jian)狀態(圖(tu)11-9中的(de)(de)B、D點之間(jian)),來(lai)實(shi)現整平(ping)表(biao)面、增(zeng)加光(guang)(guang)澤(ze)的(de)(de)效(xiao)果。同時,只有使陽極鈍化膜的(de)(de)生(sheng)成速度(du)(du)(du)(du)與溶解(jie)(jie)(jie)速度(du)(du)(du)(du)大致相同時,方可(ke)達到較好(hao)的(de)(de)拋(pao)光(guang)(guang)效(xiao)果。為此,合(he)理(li)地(di)調整電(dian)解(jie)(jie)(jie)拋(pao)光(guang)(guang)的(de)(de)工藝(yi)參(can)數(電(dian)流密(mi)度(du)(du)(du)(du)、電(dian)解(jie)(jie)(jie)液溫度(du)(du)(du)(du)、拋(pao)光(guang)(guang)時間(jian)),使陽極鈍化膜的(de)(de)生(sheng)成速度(du)(du)(du)(du)與溶解(jie)(jie)(jie)速度(du)(du)(du)(du)大致相同,是(shi)獲得高亮度(du)(du)(du)(du),低粗糙度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)拋(pao)光(guang)(guang)效(xiao)果的(de)(de)關鍵。


  電化學(xue)拋(pao)(pao)光(guang)是以(yi)被(bei)拋(pao)(pao)光(guang)工(gong)件為(wei)陽極(ji),不溶(rong)性(xing)金屬為(wei)陰極(ji),兩(liang)電極(ji)同時浸人電化學(xue)拋(pao)(pao)光(guang)槽中,通以(yi)直流電而產(chan)生(sheng)有選擇性(xing)的陽極(ji)溶(rong)解(jie),陽極(ji)表面光(guang)亮度增(zeng)大(da),這種過程(cheng)與電鍍過程(cheng)正(zheng)好相反。



 2. 電解拋(pao)光的黏性薄膜理論


 電(dian)解(jie)(jie)拋(pao)光(guang)主要是靠陽極電(dian)極溶解(jie)(jie)過程和(he)表面(mian)磷酸(suan)鹽(yan)膜共(gong)同作用的結果。從(cong)陽極溶解(jie)(jie)下來的金屬離子(zi)與(yu)拋(pao)光(guang)液中的磷酸(suan)形成溶解(jie)(jie)度(du)(du)小、黏(nian)性(xing)大(da)、擴散速度(du)(du)小的磷酸(suan)鹽(yan),并(bing)慢(man)慢(man)地積(ji)累(lei)在陽極附近,粘接(jie)在陽極表面(mian),形成了黏(nian)滯性(xing)較大(da)的電(dian)解(jie)(jie)液層。密(mi)度(du)(du)大(da)、導電(dian)能力差的黏(nian)膜在微觀(guan)表面(mian)上分布不(bu)均勻,從(cong)而(er)影響了電(dian)流(liu)密(mi)度(du)(du)在陽極上的分布。很(hen)明顯,黏(nian)膜在微觀(guan)凸起(qi)(qi)處(chu)比凹(ao)洼處(chu)的厚(hou)度(du)(du)小,使凸起(qi)(qi)處(chu)電(dian)流(liu)密(mi)度(du)(du)較高(gao)而(er)溶解(jie)(jie)速度(du)(du)較快(kuai)。隨(sui)著黏(nian)膜的流(liu)動,凸凹(ao)位置的不(bu)斷變換,粗糙表面(mian)被(bei)逐漸整平。不(bu)銹鋼表面(mian)因此(ci)被(bei)拋(pao)光(guang)達到高(gao)度(du)(du)光(guang)潔和(he)光(guang)澤的外觀(guan)。


 由(you)此(ci)可見,溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)濃(nong)度(du)(du)(du)和黏度(du)(du)(du)是(shi)電解拋光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要因素,特別是(shi)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)黏度(du)(du)(du)。往往表現(xian)在(zai)新配的(de)(de)(de)(de)拋光(guang)(guang)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye),雖(sui)然(ran)成分和濃(nong)度(du)(du)(du)達(da)到了要求(qiu),但由(you)于黏度(du)(du)(du)尚(shang)未達(da)到要求(qiu)也(ye)拋不出光(guang)(guang)亮的(de)(de)(de)(de)表面(mian)(mian),只有在(zai)經過一段(duan)時(shi)間的(de)(de)(de)(de)電解后方能(neng)使拋光(guang)(guang)達(da)到良好(hao)狀態。特別是(shi)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)與(yu)零(ling)件(jian)的(de)(de)(de)(de)界面(mian)(mian)濃(nong)度(du)(du)(du)和黏度(du)(du)(du),在(zai)拋光(guang)(guang)中起著重(zhong)要作(zuo)用。這就是(shi)為什么要求(qiu)工(gong)件(jian)在(zai)進入拋光(guang)(guang)液(ye)(ye)(ye)前(qian)表面(mian)(mian)水(shui)膜(mo)要均勻,否則會由(you)于工(gong)件(jian)表面(mian)(mian)帶水(shui)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)不均勻性(xing),破壞了黏膜(mo)的(de)(de)(de)(de)正(zheng)常生(sheng)成,發(fa)(fa)生(sheng)局部過腐蝕(shi)現(xian)象(xiang)。水(shui)洗后的(de)(de)(de)(de)工(gong)件(jian)最好(hao)甩干或烘干后,立即迅速下槽,通電拋光(guang)(guang),方可避(bi)免由(you)于表面(mian)(mian)水(shui)膜(mo)不均勻,發(fa)(fa)生(sheng)局部過腐蝕(shi)現(xian)象(xiang)。


 電解拋(pao)光(guang)還不能完全取(qu)代(dai)機械拋(pao)光(guang)。這是因為電解拋(pao)光(guang)只是對金屬表面(mian)起微觀整(zheng)平(ping)作用,如(ru)果粗(cu)糙表面(mian)也采用電解拋(pao)光(guang),那是非常不經濟的,宏觀的整(zheng)平(ping)還是要靠機械拋(pao)光(guang)。


 電(dian)解拋光(guang)對材料化學成分(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)不均勻性和(he)顯微偏析特別敏感,會在(zai)金屬(shu)基(ji)體和(he)非金屬(shu)夾雜物之間發生(sheng)劇(ju)烈侵蝕作用。有時候(hou),不良(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)臺金狀態,金屬(shu)晶粒(li)結構尺寸的(de)(de)(de)(de)(de)不均勻性,軋制的(de)(de)(de)(de)(de)痕跡,鹽類(lei)或氧化物的(de)(de)(de)(de)(de)污染、過(guo)酸洗以(yi)及淬(cui)火過(guo)度(du)等,均會對電(dian)解拋光(guang)產生(sheng)極不良(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)影響,而這些問題常常要靠先期的(de)(de)(de)(de)(de)機械拋光(guang)來彌補。



3. 不銹鋼電解拋光表(biao)面的特性


  a. 電解(jie)拋光(guang)表面粗糙度(du)和光(guang)亮度(du)


   電(dian)解拋光表面(mian)粗糙度值(Ra)接近于0.20μm,光亮度可達(da)80%左右(you),這是機械拋光所難以(yi)達(da)到的(圖11-3和圖11-4).


圖 3.jpg


  b. 電解拋光表(biao)面(mian)顯(xian)微硬度(du)


   電(dian)解(jie)拋光隨著拋光時(shi)間(jian)的延長,表(biao)面(mian)顯微硬(ying)度開始時(shi)明顯下(xia)降,15min后下(xia)降趨(qu)勢變得平緩,這主要是(shi)因為(wei)電(dian)解(jie)拋光時(shi),冷作硬(ying)化層被逐漸溶解(jie),使表(biao)面(mian)硬(ying)度下(xia)降,而后趨(qu)于平緩所致。


  c. 表面(mian)耐腐蝕(shi)性


   腐蝕(shi)性實驗(yan)采(cai)用失重法進行,即50g/L三氯化鐵和183g/L鹽酸介質,在(zai)溫度(du)50℃中進行。每隔1小時(shi)取出試樣觀(guan)察其(qi)表面腐蝕(shi)狀態(tai),并在(zai)光電分(fen)析天平上(shang)稱量其(qi)失重值(mg).


   在電(dian)解拋光時,金屬(shu)表(biao)(biao)面的冷作硬化層溶解,表(biao)(biao)面活性(xing)降低,更重要的是表(biao)(biao)面形成(cheng)連續的鈍化膜(mo),明顯地提高了其耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)。眾所(suo)(suo)周(zhou)知,降低表(biao)(biao)面的粗糙度可(ke)以(yi)提高耐(nai)腐蝕(shi)(shi)性(xing)。特別(bie)是電(dian)解拋光表(biao)(biao)面形成(cheng)的表(biao)(biao)面膜(mo)中(zhong)(zhong),Cr/Fe值最大,在許(xu)多(duo)(duo)介質(zhi)中(zhong)(zhong)都(dou)有很高的穩(wen)定性(xing),所(suo)(suo)以(yi)耐(nai)腐蝕(shi)(shi);而機(ji)械拋光表(biao)(biao)面膜(mo)中(zhong)(zhong)的Cr/Fe值最小(xiao),因而,在許(xu)多(duo)(duo)介質(zhi)中(zhong)(zhong)的穩(wen)定性(xing),耐(nai)腐蝕(shi)(shi)性(xing)較(jiao)電(dian)解拋光表(biao)(biao)面差許(xu)多(duo)(duo)。



 4. 電解(jie)拋光(guang)的優(you)點


  不(bu)銹鋼電解(jie)拋(pao)光與手工機(ji)械拋(pao)光相比,具有下列優點:


  a. 產品內外色澤一(yi)致,清潔光亮(liang),光澤持久,外觀輪廓清晰;


  b. 拋(pao)光面抗腐蝕性能增強;


  c. 與機械拋光相比(bi),生產(chan)效率高,成本低;


  d. 應用范圍廣.特(te)別適用與(yu)蒲工(gong)件(jian)和(he)機(ji)械拋光(guang)不(bu)能實現的工(gong)件(jian)拋光(guang),如焊管、容器內壁拋光(guang)等。