一、電(dian)化學拋光銑(xian)切原理
1. 黏膜的整平作(zuo)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(xiu)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. 黏膜(mo)的鈍化作用
黏膜(mo)也會阻礙陽極的溶解，使陽極的極化(hua)作(zuo)用增大，在(zai)表面上會生成一層氧化(hua)膜(mo)，具有(you)一定的穩(wen)定性，使表面不受化(hua)學作(zuo)用，處于輕微鈍化(hua)狀(zhuang)態，表面便獲得光澤。
二、不(bu)銹鋼電化學(xue)拋(pao)光銑切工(gong)藝
溶(rong)液成分及工(gong)藝條(tiao)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(yu)量(liang)
溫度／℃ （50~100)(最(zui)佳70~80)
陰(yin)陽(yang)極面積(ji)之比 （1~1.5 ): 1
陽極電(dian)流密度(du)（DA)/(A/d㎡) （10~55)(最(zui)佳20~50)
各組分及工(gong)藝條件的影響如下：
1. 磷酸含量的(de)影響
在(zai)硫酸15%,鉻酐15%,水余量(liang)，極距15mm,陽(yang)極電流(liu)密度25A/d㎡,時間(jian)10min,溫度50~100℃,不同磷酸含量(liang)的影響見表10-3。
在(zai)實驗過程(cheng)中(zhong)，隨著磷酸含(han)量的(de)增加，電(dian)壓有升高的(de)趨(qu)勢。從表(biao)10-3可見，磷酸含(han)量在(zai)40%~90%范圍內均可。選取60%~70%為(wei)宜。
2. 硫酸含(han)量的(de)影響
在磷酸65%,鉻酐12%,水余量，極距(ju)15mm,陽(yang)極電流密度25A/d㎡,時間9min,溫度50~100℃,不同硫酸含量的影響見表10-4.
實驗過程中，隨著硫酸(suan)的(de)(de)增加(jia)，電壓有(you)下降的(de)(de)趨(qu)勢。硫酸(suan)超過15%以后，在液面產生大(da)量的(de)(de)氣泡。由表10-4可見，硫酸(suan)含量在8%~15%之間均可，選(xuan)取(qu)硫酸(suan)12%為(wei)宜(yi)。
3. 鉻酐含量的影響
在磷酸(suan)65%,硫酸(suan)15%,水余量，極(ji)(ji)距15mm,陽極(ji)(ji)電流密度(du)20A/d㎡,時間8min,溫度(du)50~100℃,不(bu)同鉻酐含量的影響見(jian)表(biao)10-5。
隨著鉻酐(gan)(gan)含(han)量的增加(jia)，電壓有(you)下降(jiang)的趨勢。從表(biao)10-5可見，鉻酐(gan)(gan)含(han)量在5%~15%之間均(jun)可，選取鉻酐(gan)(gan)含(han)量12%為宜。
4. 電(dian)流密度大小的影響
①. 電(dian)位－電(dian)流密(mi)度的斷續(xu)測定，每次更換(huan)試(shi)片，試(shi)片被(bei)拋光面(mian)積(ji)均為1d㎡.在磷酸65%,硫酸12%,鉻酐12%,水余量(liang)的溶液中進行，極距15mm,起(qi)始(shi)溫度50℃,結果見表10-6。
②. 電位－電流密度連(lian)續(xu)測定，不更換試片(pian)，一直測下去，其結(jie)果見(jian)表10-7。測定時的(de)其他條(tiao)件均與斷續(xu)測定相(xiang)同。
根(gen)據表10-6和表10-7的(de)結果，給(gei)出電(dian)位與(yu)電(dian)流(liu)的(de)密度曲線見圖10-10。
由(you)圖(tu)10-10可見，陽(yang)極電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位上升(sheng)(sheng)到3V,此時電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)緩慢上升(sheng)(sheng)至(zhi)4A/d㎡,試(shi)片表(biao)面不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)光亮，說明此區(qu)域不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)起電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化學拋(pao)光作(zuo)用。電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位從3V升(sheng)(sheng)到4V,電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)升(sheng)(sheng)至(zhi)10A/d㎡,試(shi)片表(biao)面光亮程(cheng)度(du)仍不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)太理想，可能(neng)是由(you)于(yu)離子擴散(san)速(su)率還稍大于(yu)金屬溶解速(su)率，金屬表(biao)面的黏性膜仍未生成，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化學拋(pao)光作(zuo)用仍不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)起作(zuo)用。電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位超過4V后，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)呈直線上升(sheng)(sheng)。此時，陰陽(yang)極上均有氣泡析出。試(shi)片表(biao)面的光亮程(cheng)度(du)優良，銑(xian)切(qie)均勻，有去毛刺(ci)作(zuo)用。陽(yang)極電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位與電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)如(ru)繼續(xu)提(ti)高，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化學反應甚(shen)為激烈(lie)，溶液沸騰，氣體大量逸出，溶液處于(yu)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)穩(wen)定狀態。綜上所述(shu)，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)在10~55A/d㎡2均可取(qu)得滿意的結果。故電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)取(qu)20~50A/d㎡2為宜。
5. 陰陽極間距離
陰陽(yang)極間距(ju)離的(de)(de)大小將直(zhi)接(jie)影響電(dian)(dian)(dian)能的(de)(de)利用率。極距(ju)過(guo)大，大量(liang)電(dian)(dian)(dian)能將消(xiao)耗于電(dian)(dian)(dian)拋(pao)液的(de)(de)歐姆電(dian)(dian)(dian)阻(zu)，產(chan)生(sheng)的(de)(de)熱(re)能使(shi)電(dian)(dian)(dian)拋(pao)液溫(wen)度升高，極距(ju)過(guo)小，容易造(zao)成阻(zu)塞或短路。表10-8為在其(qi)他(ta)條件(jian)相同(tong)時，電(dian)(dian)(dian)流密度30A/d㎡,不同(tong)極距(ju)所需(xu)要(yao)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)值。
由表10-8可(ke)見，極距宜(yi)小，以(yi)不影響電(dian)拋液的(de)流動(dong)和(he)短路(lu)為原(yuan)則(ze)。
6. 溫度的影響
①. 溫(wen)度低。 電(dian)流效率(lv)低(di)，拋光不亮或(huo)緩(huan)慢。呈(cheng)灰白(bai)色，無(wu)銑切能力(li)和去毛刺作用。
②. 溫(wen)度高至60℃，溶(rong)液擴(kuo)散作用強(qiang)，陽(yang)極溶(rong)解加快(kuai)，電拋光(guang)性能(neng)好，毛刺除去不倒手。
③. 溫(wen)度太(tai)高至100℃，溶液沸騰(teng)，大量氣體逸出，表面(mian)拋光優(you)良，去毛刺不倒手，但(dan)惡(e)化操作環境。
不同溫度對拋(pao)光和去毛刺(ci)的(de)效果見表10-9.
溫度可選在(zai)70~80℃為(wei)宜。
工藝(yi)配方中各組分的作用如下：
①. 磷酸的(de)作用
磷酸(suan)是(shi)電拋光(guang)(guang)(guang)、銑切、去(qu)毛(mao)刺溶液(ye)的主要成分(fen)。屬(shu)于中等強度的無機酸(suan)，是(shi)促(cu)進(jin)稠性黏膜的必不(bu)可少的組(zu)分(fen)，其主要作用是(shi)增進(jin)拋光(guang)(guang)(guang)效果，因此，在拋光(guang)(guang)(guang)液(ye)中的含(han)(han)量(liang)比較(jiao)高。若磷酸(suan)含(han)(han)量(liang)低，使(shi)溶液(ye)相對密度減少，黏度減小，使(shi)離子(zi)擴(kuo)散速率加大，對金屬(shu)的溶解(jie)加快(kuai)，不(bu)能達到整平和拋光(guang)(guang)(guang)的目的。但(dan)磷酸(suan)濃度也不(bu)宜過高，否則電阻增大，電流升不(bu)上，使(shi)反(fan)應緩慢。
②. 硫酸的(de)作用
硫酸(suan)能(neng)提高(gao)溶液(ye)的(de)導(dao)電(dian)(dian)率，改善分散能(neng)力(li)，提高(gao)陽極電(dian)(dian)流效(xiao)率，加速銑切和去毛刺作用。硫酸(suan)含量(liang)(liang)控制在(zai)15%以下。硫酸(suan)含量(liang)(liang)過(guo)高(gao)時，液(ye)面易產生(sheng)大(da)量(liang)(liang)的(de)氣泡，惡化(hua)操作條件(jian)，此外(wai)，使電(dian)(dian)拋液(ye)的(de)化(hua)學溶解能(neng)力(li)強，不(bu)易得到光(guang)亮的(de)表面，且使溶液(ye)中的(de)六價(jia)鉻還(huan)原(yuan)成(cheng)三價(jia)鉻的(de)速度(du)加快，易使電(dian)(dian)解液(ye)老化(hua)。
③. 鉻酐的作用
鉻酐能使不銹鋼表(biao)面(mian)形成氧化(hua)(hua)薄層，局(ju)部鈍(dun)化(hua)(hua)，保持其不受化(hua)(hua)學腐蝕，以獲得光(guang)(guang)亮(liang)表(biao)面(mian)，有(you)利于尖端毛刺電(dian)化(hua)(hua)學溶(rong)解速率的(de)加(jia)快。鉻酐濃度太(tai)低，不易(yi)獲得光(guang)(guang)亮(liang)表(biao)面(mian)。濃度太(tai)高(gao)時在大電(dian)流下，易(yi)產生(sheng)(sheng)沉淀析出(chu)，降低電(dian)流效率，使拋光(guang)(guang)表(biao)面(mian)產生(sheng)(sheng)麻點等過腐蝕。三價(jia)鉻超過15g/L時，拋出(chu)來的(de)表(biao)面(mian)呈烏光(guang)(guang)色。
三、電化學拋光(guang)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、溶液的(de)老化
由于不銹鋼的鐵、鉻、鎳等金屬元素在電化學過程中(zhong)被(bei)溶(rong)人電拋(pao)光(guang)溶(rong)液中(zhong)，這(zhe)些雜質(zhi)(zhi)一(yi)(yi)旦積(ji)累到一(yi)(yi)定程度，使溶(rong)液黏(nian)稠，電阻(zu)增大，使不銹鋼表面拋(pao)不光(guang)亮。雜質(zhi)(zhi)中(zhong)三(san)價(jia)鉻起了主要(yao)的作用。三(san)價(jia)鉻的來源有：
①. 不銹鋼的鉻(ge)(ge)元素溶解(jie)成三(san)價鉻(ge)(ge)；
②. 溶液中六價鉻（鉻酐所含的(de)鉻）還原成(cheng)三價鉻。
陰(yin)(yin)極(ji)(ji)(ji)面(mian)積過大，使六價(jia)(jia)鉻(ge)接受電(dian)子(zi)還原成三(san)(san)價(jia)(jia)鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)速度(du)加快(kuai)。相反(fan)，陰(yin)(yin)極(ji)(ji)(ji)面(mian)積減小，陽極(ji)(ji)(ji)面(mian)積增(zeng)大，電(dian)流開大，陽極(ji)(ji)(ji)上(shang)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)原子(zi)會使三(san)(san)價(jia)(jia)鉻(ge)氧(yang)化為六價(jia)(jia)鉻(ge)。如果溶液(ye)中三(san)(san)價(jia)(jia)鉻(ge)含(han)(han)量(liang)(liang)太高時(shi)，可(ke)增(zeng)加陽極(ji)(ji)(ji)面(mian)積，使陰(yin)(yin)極(ji)(ji)(ji)面(mian)積：陽極(ji)(ji)(ji)面(mian)積＝1:5時(shi)，大電(dian)流電(dian)解處理(li)，可(ke)使三(san)(san)價(jia)(jia)鉻(ge)含(han)(han)量(liang)(liang)降低，六價(jia)(jia)鉻(ge)含(han)(han)量(liang)(liang)升高。在平(ping)常(chang)的(de)(de)(de)(de)電(dian)拋光(guang)過程中，陰(yin)(yin)陽極(ji)(ji)(ji)面(mian)積保持在（1~1.5):1,使溶液(ye)中的(de)(de)(de)(de)三(san)(san)價(jia)(jia)鉻(ge)不會很快(kuai)積累，延緩(huan)溶液(ye)的(de)(de)(de)(de)老化過程的(de)(de)(de)(de)時(shi)間。
