一、電化學拋光銑(xian)切原(yuan)理
1. 黏膜的整平作(zuo)用(yong)
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. 黏膜的鈍化作用(yong)
黏膜也會(hui)阻礙陽(yang)極的溶解(jie)，使(shi)陽(yang)極的極化(hua)作(zuo)用(yong)增大，在表面上會(hui)生成(cheng)一層(ceng)氧化(hua)膜，具有一定的穩(wen)定性，使(shi)表面不受化(hua)學作(zuo)用(yong)，處于輕微(wei)鈍化(hua)狀(zhuang)態，表面便獲得光澤。
二、不銹鋼電化(hua)學拋(pao)光銑(xian)切工(gong)藝
溶液成分及工藝條件：
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
溫(wen)度／℃ （50~100)(最佳70~80)
陰陽極面積之比 （1~1.5 ): 1
陽極電(dian)流(liu)密度（DA)/(A/d㎡) （10~55)(最佳(jia)20~50)
各組分及工藝條件的影響如下：
1. 磷酸含量的影響
在硫酸15%,鉻(ge)酐(gan)15%,水余量(liang)，極距15mm,陽(yang)極電流密度25A/d㎡,時間10min,溫度50~100℃,不同磷酸含量(liang)的影響(xiang)見表10-3。
在實(shi)驗過程中(zhong)，隨著磷酸含量的增加，電壓有升高的趨勢。從表10-3可(ke)見，磷酸含量在40%~90%范圍內均可(ke)。選取60%~70%為(wei)宜。
2. 硫(liu)酸含量的影響(xiang)
在磷酸65%,鉻酐12%,水(shui)余量，極距15mm,陽(yang)極電流密度25A/d㎡,時(shi)間9min,溫度50~100℃,不同(tong)硫(liu)酸含量的影響見表(biao)10-4.
實驗過(guo)程中，隨(sui)著(zhu)硫(liu)酸(suan)的增加，電壓有下(xia)降的趨勢。硫(liu)酸(suan)超過(guo)15%以后(hou)，在液面(mian)產生(sheng)大量的氣泡。由表10-4可(ke)見，硫(liu)酸(suan)含(han)量在8%~15%之間均可(ke)，選取(qu)硫(liu)酸(suan)12%為宜。
3. 鉻酐含量的(de)影響
在磷酸65%,硫酸15%,水余(yu)量(liang)，極距15mm,陽(yang)極電(dian)流密(mi)度20A/d㎡,時間8min,溫度50~100℃,不同鉻酐含量(liang)的影響見表10-5。
隨著鉻酐含量的增加，電壓有下降的趨勢。從表(biao)10-5可(ke)見，鉻酐含量在(zai)5%~15%之間均(jun)可(ke)，選取鉻酐含量12%為宜。
4. 電流密度大小(xiao)的影(ying)響
①. 電位－電流(liu)密度的斷(duan)續測定，每次更(geng)換試片，試片被(bei)拋光面積(ji)均(jun)為1d㎡.在磷酸65%,硫酸12%,鉻(ge)酐12%,水(shui)余量的溶液中進行，極距15mm,起始溫度50℃,結果見表10-6。
②. 電位－電流(liu)密度連(lian)續測定(ding)(ding)，不更換試片，一直測下去(qu)，其結(jie)果見表10-7。測定(ding)(ding)時(shi)的(de)其他條件均與斷續測定(ding)(ding)相同。
根據(ju)表10-6和表10-7的結(jie)果，給出電位與電流的密度曲線見圖10-10。
由(you)圖(tu)10-10可(ke)見，陽(yang)極(ji)(ji)電(dian)(dian)位(wei)上升(sheng)到3V,此時電(dian)(dian)流密(mi)(mi)(mi)(mi)度緩(huan)慢上升(sheng)至4A/d㎡,試(shi)片(pian)表面不(bu)(bu)光(guang)(guang)亮(liang)，說明此區域不(bu)(bu)起電(dian)(dian)化(hua)學(xue)拋(pao)光(guang)(guang)作(zuo)用。電(dian)(dian)位(wei)從3V升(sheng)到4V,電(dian)(dian)流密(mi)(mi)(mi)(mi)度升(sheng)至10A/d㎡,試(shi)片(pian)表面光(guang)(guang)亮(liang)程(cheng)度仍(reng)(reng)不(bu)(bu)太理想(xiang)，可(ke)能是由(you)于離(li)子擴散速率(lv)(lv)還稍大于金(jin)屬溶解速率(lv)(lv)，金(jin)屬表面的(de)黏(nian)性膜仍(reng)(reng)未(wei)生成，電(dian)(dian)化(hua)學(xue)拋(pao)光(guang)(guang)作(zuo)用仍(reng)(reng)不(bu)(bu)起作(zuo)用。電(dian)(dian)位(wei)超過4V后，電(dian)(dian)流密(mi)(mi)(mi)(mi)度呈直線上升(sheng)。此時，陰(yin)陽(yang)極(ji)(ji)上均有氣泡析(xi)出(chu)。試(shi)片(pian)表面的(de)光(guang)(guang)亮(liang)程(cheng)度優良，銑切均勻，有去毛刺(ci)作(zuo)用。陽(yang)極(ji)(ji)電(dian)(dian)位(wei)與電(dian)(dian)流密(mi)(mi)(mi)(mi)度如(ru)繼續提高，電(dian)(dian)化(hua)學(xue)反應甚(shen)為激烈，溶液沸騰，氣體大量(liang)逸出(chu)，溶液處于不(bu)(bu)穩定狀態。綜(zong)上所述，電(dian)(dian)流密(mi)(mi)(mi)(mi)度在10~55A/d㎡2均可(ke)取得(de)滿意的(de)結果(guo)。故(gu)電(dian)(dian)流密(mi)(mi)(mi)(mi)度取20~50A/d㎡2為宜。
5. 陰陽極(ji)間距離
陰陽極(ji)(ji)間(jian)距(ju)離(li)的大(da)小將直接(jie)影響電(dian)(dian)能的利用率。極(ji)(ji)距(ju)過大(da)，大(da)量(liang)電(dian)(dian)能將消耗于電(dian)(dian)拋(pao)液(ye)的歐姆電(dian)(dian)阻，產(chan)生的熱能使電(dian)(dian)拋(pao)液(ye)溫度升高(gao)，極(ji)(ji)距(ju)過小，容易造(zao)成阻塞或短路。表10-8為在其他條(tiao)件相同(tong)時，電(dian)(dian)流(liu)密度30A/d㎡,不(bu)同(tong)極(ji)(ji)距(ju)所需要的電(dian)(dian)壓(ya)值。
由表10-8可見，極距宜小，以不影響電拋液的流動和短路為(wei)原則(ze)。
6. 溫度的影響
①. 溫度低(di)。 電流效率低，拋(pao)光不亮(liang)或緩慢。呈灰白色，無(wu)銑切能力和去(qu)毛刺作用。
②. 溫度高至60℃，溶液擴散作用強(qiang)，陽極溶解加快，電拋光性能好(hao)，毛刺除去不倒手。
③. 溫度太高至100℃，溶(rong)液沸(fei)騰，大量氣體逸出(chu)，表(biao)面拋(pao)光優良(liang)，去毛刺(ci)不倒(dao)手，但惡(e)化操作環境。
不同溫度(du)對拋光和去毛刺的效(xiao)果見表10-9.
溫度可選在70~80℃為宜。
工藝配方(fang)中(zhong)各組分的作用(yong)如下：
①. 磷酸的作(zuo)用
磷(lin)(lin)酸(suan)是電(dian)(dian)拋光(guang)(guang)、銑切、去毛刺溶液(ye)(ye)的(de)(de)(de)主要成(cheng)分(fen)(fen)。屬于中等強(qiang)度的(de)(de)(de)無機酸(suan)，是促進稠(chou)性黏膜的(de)(de)(de)必不(bu)可少的(de)(de)(de)組分(fen)(fen)，其主要作用是增(zeng)進拋光(guang)(guang)效果，因此，在拋光(guang)(guang)液(ye)(ye)中的(de)(de)(de)含(han)量(liang)比較高。若磷(lin)(lin)酸(suan)含(han)量(liang)低，使(shi)(shi)溶液(ye)(ye)相對密度減少，黏度減小，使(shi)(shi)離子(zi)擴散(san)速率(lv)加大(da)，對金屬的(de)(de)(de)溶解(jie)加快，不(bu)能達到整平和拋光(guang)(guang)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。但磷(lin)(lin)酸(suan)濃度也不(bu)宜過高，否則電(dian)(dian)阻增(zeng)大(da)，電(dian)(dian)流升不(bu)上，使(shi)(shi)反應緩慢。
②. 硫酸的作(zuo)用
硫(liu)(liu)酸(suan)能提(ti)高溶液的(de)(de)(de)導電(dian)率，改(gai)善分(fen)散能力，提(ti)高陽(yang)極電(dian)流(liu)效率，加速銑切和(he)去(qu)毛刺作用。硫(liu)(liu)酸(suan)含量控制在15%以(yi)下(xia)。硫(liu)(liu)酸(suan)含量過高時(shi)，液面易產生大量的(de)(de)(de)氣泡，惡化(hua)(hua)操作條(tiao)件，此外，使(shi)電(dian)拋液的(de)(de)(de)化(hua)(hua)學溶解(jie)能力強(qiang)，不易得到光亮的(de)(de)(de)表面，且使(shi)溶液中(zhong)的(de)(de)(de)六價鉻還原成三價鉻的(de)(de)(de)速度加快，易使(shi)電(dian)解(jie)液老化(hua)(hua)。
③. 鉻酐的作用
鉻酐(gan)能使不銹鋼(gang)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)形成氧化(hua)(hua)薄層，局部鈍化(hua)(hua)，保(bao)持其不受化(hua)(hua)學(xue)(xue)腐(fu)(fu)蝕，以(yi)獲(huo)得光(guang)亮(liang)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)，有利于尖端毛刺電化(hua)(hua)學(xue)(xue)溶(rong)解速(su)率的(de)加快(kuai)。鉻酐(gan)濃(nong)度太低，不易獲(huo)得光(guang)亮(liang)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)。濃(nong)度太高時在大電流下(xia)，易產生沉淀析(xi)出，降低電流效(xiao)率，使拋光(guang)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)產生麻點等過腐(fu)(fu)蝕。三價鉻超過15g/L時，拋出來的(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)呈烏光(guang)色。
三、電化學拋光銑切去(qu)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(si)、溶液(ye)的老化(hua)
由(you)于不銹鋼的鐵、鉻、鎳等金屬元素在電化學(xue)過程中(zhong)被溶(rong)人電拋(pao)光(guang)(guang)溶(rong)液中(zhong)，這些雜(za)質一旦積(ji)累(lei)到一定(ding)程度，使溶(rong)液黏稠，電阻增大，使不銹鋼表面拋(pao)不光(guang)(guang)亮。雜(za)質中(zhong)三價(jia)鉻起了主要的作用。三價(jia)鉻的來源有：
①. 不(bu)銹鋼的鉻(ge)(ge)元素(su)溶解成(cheng)三價(jia)鉻(ge)(ge)；
②. 溶液中六價鉻（鉻酐(gan)所含的鉻）還(huan)原成三價鉻。
陰極(ji)(ji)面(mian)積(ji)過(guo)(guo)大(da)(da)，使(shi)(shi)六價(jia)(jia)(jia)鉻接(jie)受電(dian)子還原(yuan)成三(san)價(jia)(jia)(jia)鉻的(de)(de)速度加快。相反，陰極(ji)(ji)面(mian)積(ji)減小(xiao)，陽極(ji)(ji)面(mian)積(ji)增大(da)(da)，電(dian)流開大(da)(da)，陽極(ji)(ji)上產生的(de)(de)氧原(yuan)子會(hui)使(shi)(shi)三(san)價(jia)(jia)(jia)鉻氧化為六價(jia)(jia)(jia)鉻。如果溶(rong)液中三(san)價(jia)(jia)(jia)鉻含(han)量太高時(shi)，可增加陽極(ji)(ji)面(mian)積(ji)，使(shi)(shi)陰極(ji)(ji)面(mian)積(ji)：陽極(ji)(ji)面(mian)積(ji)＝1:5時(shi)，大(da)(da)電(dian)流電(dian)解處(chu)理，可使(shi)(shi)三(san)價(jia)(jia)(jia)鉻含(han)量降低，六價(jia)(jia)(jia)鉻含(han)量升高。在(zai)(zai)平常的(de)(de)電(dian)拋光過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中，陰陽極(ji)(ji)面(mian)積(ji)保持在(zai)(zai)（1~1.5):1,使(shi)(shi)溶(rong)液中的(de)(de)三(san)價(jia)(jia)(jia)鉻不會(hui)很(hen)快積(ji)累，延緩溶(rong)液的(de)(de)老(lao)化過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)的(de)(de)時(shi)間(jian)。
