一(yi)、電(dian)化學拋光(guang)銑切原(yuan)理
1. 黏膜(mo)的整平(ping)作用
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
黏膜也會阻礙(ai)陽(yang)極(ji)的(de)(de)溶解(jie)，使陽(yang)極(ji)的(de)(de)極(ji)化(hua)作用增大，在表面(mian)上會生成一(yi)層氧化(hua)膜，具有一(yi)定(ding)的(de)(de)穩定(ding)性，使表面(mian)不受化(hua)學(xue)作用，處于輕微鈍化(hua)狀態，表面(mian)便獲得光澤(ze)。
二、不(bu)銹鋼電化學拋光銑(xian)切工藝(yi)
溶液成分及工藝條(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 余量
溫度／℃ （50~100)(最佳70~80)
陰陽極面積之比(bi) （1~1.5 ): 1
陽極電流密度（DA)/(A/d㎡) （10~55)(最佳20~50)
各組(zu)分及工藝條(tiao)件(jian)的(de)影響如(ru)下(xia)：
1. 磷酸含量的影響
在硫酸15%,鉻酐(gan)15%,水余(yu)量，極(ji)距15mm,陽極(ji)電流密度25A/d㎡,時(shi)間(jian)10min,溫度50~100℃,不同磷酸含量的(de)影響(xiang)見表10-3。
在實驗過程中，隨著磷酸(suan)含量的增加，電(dian)壓有升高(gao)的趨勢。從表10-3可見，磷酸(suan)含量在40%~90%范圍內均可。選取60%~70%為宜。
2. 硫(liu)酸(suan)含(han)量的影響
在(zai)磷酸65%,鉻酐12%,水余(yu)量，極距15mm,陽極電(dian)流密度25A/d㎡,時間9min,溫度50~100℃,不同硫酸含量的影(ying)響見表(biao)10-4.
實驗過(guo)程中，隨著硫酸(suan)的(de)(de)增加，電壓有(you)下降(jiang)的(de)(de)趨勢(shi)。硫酸(suan)超(chao)過(guo)15%以后，在(zai)液面(mian)產生(sheng)大量(liang)的(de)(de)氣泡(pao)。由表10-4可見，硫酸(suan)含量(liang)在(zai)8%~15%之間均可，選取硫酸(suan)12%為宜(yi)。
3. 鉻酐含量的影響
在磷(lin)酸(suan)(suan)65%,硫酸(suan)(suan)15%,水(shui)余(yu)量，極距15mm,陽極電流(liu)密(mi)度(du)20A/d㎡,時間8min,溫度(du)50~100℃,不同鉻酐含量的(de)影響見表(biao)10-5。
隨著鉻(ge)酐(gan)(gan)(gan)含量(liang)(liang)的(de)增加(jia)，電壓有(you)下降的(de)趨勢(shi)。從表10-5可(ke)見(jian)，鉻(ge)酐(gan)(gan)(gan)含量(liang)(liang)在5%~15%之間(jian)均可(ke)，選取(qu)鉻(ge)酐(gan)(gan)(gan)含量(liang)(liang)12%為宜(yi)。
4. 電流密度大小(xiao)的影(ying)響
①. 電(dian)(dian)位(wei)－電(dian)(dian)流密度的斷續測定，每次更換(huan)試(shi)片，試(shi)片被拋光面積均為1d㎡.在磷酸65%,硫酸12%,鉻(ge)酐12%,水(shui)余量(liang)的溶(rong)液中進行，極距15mm,起始溫度50℃,結果見表(biao)10-6。
②. 電位(wei)－電流(liu)密度連續測定，不(bu)更換試片，一直(zhi)測下去，其結(jie)果見表10-7。測定時的其他條件均與斷續測定相同(tong)。
根據表(biao)(biao)10-6和(he)表(biao)(biao)10-7的結果，給出電位與(yu)電流的密度曲線(xian)見圖10-10。
由圖10-10可(ke)見(jian)，陽(yang)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)上升(sheng)到3V,此時電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)緩慢上升(sheng)至4A/d㎡,試(shi)片表(biao)面不(bu)光(guang)(guang)亮，說明此區域(yu)不(bu)起電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)拋光(guang)(guang)作(zuo)用。電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)從3V升(sheng)到4V,電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)升(sheng)至10A/d㎡,試(shi)片表(biao)面光(guang)(guang)亮程(cheng)度(du)(du)仍(reng)不(bu)太(tai)理想(xiang)，可(ke)能是由于離(li)子擴散速(su)(su)率還稍大于金屬溶(rong)(rong)解速(su)(su)率，金屬表(biao)面的黏性膜仍(reng)未(wei)生成，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)拋光(guang)(guang)作(zuo)用仍(reng)不(bu)起作(zuo)用。電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)超過(guo)4V后，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)呈直線(xian)上升(sheng)。此時，陰陽(yang)極(ji)(ji)上均有(you)氣(qi)泡析出。試(shi)片表(biao)面的光(guang)(guang)亮程(cheng)度(du)(du)優良，銑切均勻，有(you)去毛(mao)刺作(zuo)用。陽(yang)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)與(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)如繼(ji)續提(ti)高，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)反應甚為(wei)激烈，溶(rong)(rong)液(ye)沸(fei)騰，氣(qi)體大量逸(yi)出，溶(rong)(rong)液(ye)處于不(bu)穩定(ding)狀態(tai)。綜(zong)上所述，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)在10~55A/d㎡2均可(ke)取(qu)(qu)得滿意的結果。故電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)取(qu)(qu)20~50A/d㎡2為(wei)宜(yi)。
5. 陰(yin)陽極間距離
陰(yin)陽極(ji)(ji)間(jian)距離(li)的大(da)小將直(zhi)接影響電(dian)能的利用率。極(ji)(ji)距過大(da)，大(da)量電(dian)能將消耗于電(dian)拋液的歐姆電(dian)阻，產生的熱能使電(dian)拋液溫度升高，極(ji)(ji)距過小，容易造成阻塞或短(duan)路(lu)。表10-8為(wei)在其他條件相(xiang)同(tong)時，電(dian)流密(mi)度30A/d㎡,不同(tong)極(ji)(ji)距所需要的電(dian)壓值(zhi)。
由表10-8可見(jian)，極距(ju)宜小，以(yi)不(bu)影(ying)響電拋(pao)液的(de)流動和短路為原則(ze)。
6. 溫度的影響
①. 溫度低。 電(dian)流效率低，拋光不亮或緩(huan)慢。呈灰白色，無(wu)銑切能力和去毛(mao)刺作用。
②. 溫度高至(zhi)60℃，溶液(ye)擴散作(zuo)用強，陽極溶解加快，電拋(pao)光性能好，毛刺除去(qu)不倒手。
③. 溫度太高至100℃，溶(rong)液沸騰，大量氣(qi)體逸(yi)出，表面拋光(guang)優良，去毛刺不倒手，但惡化操作環境(jing)。
不同(tong)溫度(du)對(dui)拋光和去毛刺的效果(guo)見表10-9.
溫度可選(xuan)在70~80℃為宜。
工藝配方(fang)中各組分的作用如下：
①. 磷酸的(de)作用
磷(lin)(lin)酸(suan)是電拋光、銑切、去毛刺(ci)溶液的(de)主(zhu)要成分。屬于中等強度的(de)無機酸(suan)，是促(cu)進(jin)稠性黏(nian)膜的(de)必不(bu)可(ke)少的(de)組分，其主(zhu)要作用是增(zeng)進(jin)拋光效果，因此，在拋光液中的(de)含(han)量(liang)比較(jiao)高(gao)。若磷(lin)(lin)酸(suan)含(han)量(liang)低(di)，使溶液相對密(mi)度減(jian)少，黏(nian)度減(jian)小，使離(li)子擴(kuo)散速率(lv)加大，對金(jin)屬的(de)溶解加快，不(bu)能達(da)到整(zheng)平和拋光的(de)目的(de)。但磷(lin)(lin)酸(suan)濃度也(ye)不(bu)宜(yi)過高(gao)，否則(ze)電阻增(zeng)大，電流升不(bu)上，使反應緩慢(man)。
②. 硫酸的作用
硫酸能提高溶(rong)液的導電(dian)率，改善分散(san)能力，提高陽極電(dian)流效率，加(jia)速銑(xian)切和去毛刺作用。硫酸含量(liang)(liang)控(kong)制在15%以下。硫酸含量(liang)(liang)過高時(shi)，液面易(yi)產生大(da)量(liang)(liang)的氣泡，惡化(hua)操作條(tiao)件，此外，使(shi)電(dian)拋液的化(hua)學溶(rong)解(jie)能力強(qiang)，不易(yi)得到光亮的表面，且使(shi)溶(rong)液中的六價(jia)鉻(ge)還原成三價(jia)鉻(ge)的速度加(jia)快，易(yi)使(shi)電(dian)解(jie)液老化(hua)。
③. 鉻酐的作用
鉻酐能(neng)使不(bu)(bu)銹鋼表面(mian)形成氧化(hua)(hua)薄層，局部鈍化(hua)(hua)，保(bao)持其不(bu)(bu)受化(hua)(hua)學(xue)腐蝕，以獲(huo)得(de)光亮表面(mian)，有(you)利于尖端(duan)毛刺電化(hua)(hua)學(xue)溶解速率(lv)的(de)加快。鉻酐濃度(du)太低，不(bu)(bu)易獲(huo)得(de)光亮表面(mian)。濃度(du)太高(gao)時在(zai)大電流下，易產生(sheng)沉淀析(xi)出，降低電流效率(lv)，使拋光表面(mian)產生(sheng)麻點等過(guo)腐蝕。三價鉻超過(guo)15g/L時，拋出來(lai)的(de)表面(mian)呈烏光色。
三、電(dian)化學(xue)拋光銑切去毛刺
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、溶液的老化
由(you)于不(bu)銹鋼的(de)鐵(tie)、鉻、鎳等金屬元素在電化(hua)學過程中(zhong)被溶人電拋光溶液中(zhong)，這些(xie)雜(za)質(zhi)一旦(dan)積累到一定程度，使溶液黏(nian)稠，電阻增大，使不(bu)銹鋼表(biao)面拋不(bu)光亮。雜(za)質(zhi)中(zhong)三(san)(san)價鉻起了主(zhu)要(yao)的(de)作用(yong)。三(san)(san)價鉻的(de)來源有：
①. 不銹鋼的(de)鉻元素溶解成三價鉻；
②. 溶液中六價鉻（鉻酐所含的鉻）還原成(cheng)三價鉻。
陰(yin)極(ji)(ji)(ji)面積(ji)(ji)過(guo)大(da)，使(shi)(shi)(shi)六價(jia)(jia)鉻(ge)接受電(dian)(dian)子還(huan)原(yuan)成三(san)價(jia)(jia)鉻(ge)的速度加快(kuai)。相反(fan)，陰(yin)極(ji)(ji)(ji)面積(ji)(ji)減小(xiao)，陽(yang)極(ji)(ji)(ji)面積(ji)(ji)增大(da)，電(dian)(dian)流開大(da)，陽(yang)極(ji)(ji)(ji)上產(chan)生的氧(yang)原(yuan)子會使(shi)(shi)(shi)三(san)價(jia)(jia)鉻(ge)氧(yang)化為六價(jia)(jia)鉻(ge)。如果溶(rong)液(ye)中三(san)價(jia)(jia)鉻(ge)含量太高時(shi)，可增加陽(yang)極(ji)(ji)(ji)面積(ji)(ji)，使(shi)(shi)(shi)陰(yin)極(ji)(ji)(ji)面積(ji)(ji)：陽(yang)極(ji)(ji)(ji)面積(ji)(ji)＝1:5時(shi)，大(da)電(dian)(dian)流電(dian)(dian)解處理，可使(shi)(shi)(shi)三(san)價(jia)(jia)鉻(ge)含量降低(di)，六價(jia)(jia)鉻(ge)含量升高。在平常的電(dian)(dian)拋(pao)光(guang)過(guo)程中，陰(yin)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)面積(ji)(ji)保持在（1~1.5):1,使(shi)(shi)(shi)溶(rong)液(ye)中的三(san)價(jia)(jia)鉻(ge)不(bu)會很快(kuai)積(ji)(ji)累，延緩(huan)溶(rong)液(ye)的老化過(guo)程的時(shi)間。
