一(yi)、電化學拋光銑切原理
1. 黏膜的整平作用
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. 黏膜的鈍化作用
黏膜也會阻礙(ai)陽極(ji)(ji)的(de)溶解，使(shi)陽極(ji)(ji)的(de)極(ji)(ji)化作用增大，在(zai)表面上會生成(cheng)一(yi)層氧(yang)化膜，具有一(yi)定(ding)的(de)穩定(ding)性(xing)，使(shi)表面不受化學作用，處于輕(qing)微鈍化狀態，表面便(bian)獲得光澤。
二、不銹鋼電(dian)化(hua)學拋光銑切工藝
溶液成分(fen)及工(gong)藝(yi)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(shui) 余量
溫度／℃ （50~100)(最(zui)佳70~80)
陰陽極面積之比 （1~1.5 ): 1
陽極電(dian)流密度（DA)/(A/d㎡) （10~55)(最佳20~50)
各組分及工藝條(tiao)件的影(ying)響如下：
1. 磷酸(suan)含量的影響
在硫酸(suan)15%,鉻酐15%,水余量，極距15mm,陽(yang)極電(dian)流密度25A/d㎡,時間10min,溫度50~100℃,不同磷(lin)酸(suan)含(han)量的影響見表10-3。
在實(shi)驗過程中，隨(sui)著磷(lin)酸含量的增加，電壓有升高的趨勢。從表10-3可見(jian)，磷(lin)酸含量在40%~90%范圍內均可。選取(qu)60%~70%為宜。
2. 硫酸(suan)含量的影(ying)響(xiang)
在磷(lin)酸(suan)65%,鉻酐12%,水余量(liang)，極距(ju)15mm,陽極電流密度(du)25A/d㎡,時間(jian)9min,溫度(du)50~100℃,不同硫酸(suan)含量(liang)的(de)影響見(jian)表10-4.
實(shi)驗過程(cheng)中，隨著(zhu)硫(liu)酸(suan)的增加，電(dian)壓有(you)下(xia)降的趨勢。硫(liu)酸(suan)超(chao)過15%以(yi)后，在液(ye)面產生大量的氣泡。由表10-4可見(jian)，硫(liu)酸(suan)含量在8%~15%之間(jian)均(jun)可，選取硫(liu)酸(suan)12%為宜。
3. 鉻酐(gan)含量的影響(xiang)
在磷酸(suan)65%,硫酸(suan)15%,水余量，極距15mm,陽極電流密度20A/d㎡,時間8min,溫度50~100℃,不同鉻酐含量的影響見表10-5。
隨著鉻酐含量(liang)的增加，電壓有下(xia)降的趨勢。從表10-5可見，鉻酐含量(liang)在(zai)5%~15%之(zhi)間均(jun)可，選取鉻酐含量(liang)12%為宜。
4. 電流密度大(da)小的影響(xiang)
①. 電(dian)(dian)位(wei)－電(dian)(dian)流(liu)密度的(de)(de)斷續測(ce)定，每次更換(huan)試(shi)(shi)片，試(shi)(shi)片被拋光(guang)面積(ji)均為1d㎡.在磷酸65%,硫酸12%,鉻酐12%,水余(yu)量(liang)的(de)(de)溶液中進行(xing)，極距15mm,起(qi)始溫度50℃,結(jie)果見表10-6。
②. 電位－電流(liu)密度(du)連續測(ce)定，不更換試片，一直測(ce)下(xia)去，其結果見表(biao)10-7。測(ce)定時(shi)的其他條件均與(yu)斷續測(ce)定相(xiang)同。
根據表(biao)10-6和表(biao)10-7的(de)結果，給(gei)出電位與電流的(de)密度(du)曲線(xian)見圖10-10。
由(you)圖10-10可見，陽極電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)上(shang)升到(dao)3V,此時(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)度(du)緩慢上(shang)升至4A/d㎡,試片(pian)表(biao)面(mian)不光(guang)亮(liang)(liang)，說明此區域不起電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學拋光(guang)作用(yong)。電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)從3V升到(dao)4V,電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)度(du)升至10A/d㎡,試片(pian)表(biao)面(mian)光(guang)亮(liang)(liang)程度(du)仍不太理(li)想，可能是由(you)于(yu)離子擴散速(su)率還稍(shao)大于(yu)金屬溶解速(su)率，金屬表(biao)面(mian)的(de)黏性膜仍未生成，電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學拋光(guang)作用(yong)仍不起作用(yong)。電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)超過(guo)4V后，電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)度(du)呈(cheng)直線上(shang)升。此時(shi)，陰陽極上(shang)均有(you)氣(qi)泡析(xi)出。試片(pian)表(biao)面(mian)的(de)光(guang)亮(liang)(liang)程度(du)優(you)良，銑切均勻(yun)，有(you)去毛刺作用(yong)。陽極電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)與電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)度(du)如繼續(xu)提高(gao)，電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學反應甚為激烈，溶液(ye)沸騰(teng)，氣(qi)體大量逸出，溶液(ye)處于(yu)不穩定狀態。綜上(shang)所(suo)述，電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)度(du)在10~55A/d㎡2均可取(qu)得滿意的(de)結果。故電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)度(du)取(qu)20~50A/d㎡2為宜(yi)。
5. 陰(yin)陽極間距離(li)
陰陽極(ji)間距(ju)離的(de)大小(xiao)將直接影響電(dian)能(neng)的(de)利用率。極(ji)距(ju)過大，大量電(dian)能(neng)將消耗于電(dian)拋液的(de)歐姆電(dian)阻，產生的(de)熱能(neng)使電(dian)拋液溫度(du)升高，極(ji)距(ju)過小(xiao)，容易造(zao)成阻塞或短路。表10-8為在其他條件(jian)相同時，電(dian)流密度(du)30A/d㎡,不同極(ji)距(ju)所需要(yao)的(de)電(dian)壓值。
由表(biao)10-8可見，極距宜小，以不影響電拋液(ye)的流動和(he)短路為原則。
6. 溫(wen)度的影響
①. 溫(wen)度低。 電流(liu)效率低，拋(pao)光不亮或(huo)緩慢。呈灰(hui)白色，無銑切能力和去毛刺作用。
②. 溫度高(gao)至60℃，溶(rong)液擴散(san)作用強，陽(yang)極溶(rong)解加快，電拋光性能好，毛(mao)刺除去不倒手。
③. 溫度太高至100℃，溶液沸騰，大(da)量氣(qi)體逸出，表(biao)面拋光優良，去毛刺(ci)不倒(dao)手，但(dan)惡化(hua)操作環(huan)境。
不同溫度(du)對(dui)拋(pao)光和去毛刺的效果(guo)見表10-9.
溫(wen)度可選在70~80℃為宜。
工藝(yi)配方中各(ge)組分的作用如下：
①. 磷酸的作用
磷酸(suan)是(shi)電拋(pao)光(guang)、銑切、去毛刺(ci)溶(rong)液(ye)的主要(yao)成分。屬(shu)于(yu)中(zhong)等強度(du)(du)的無(wu)機酸(suan)，是(shi)促進稠性黏膜(mo)的必(bi)不(bu)可少的組(zu)分，其主要(yao)作(zuo)用是(shi)增(zeng)進拋(pao)光(guang)效果，因此，在拋(pao)光(guang)液(ye)中(zhong)的含量(liang)比較高(gao)。若磷酸(suan)含量(liang)低，使溶(rong)液(ye)相(xiang)對(dui)密度(du)(du)減少，黏度(du)(du)減小，使離(li)子擴散速(su)率加大，對(dui)金屬(shu)的溶(rong)解加快，不(bu)能達到整平和拋(pao)光(guang)的目的。但磷酸(suan)濃度(du)(du)也不(bu)宜過(guo)高(gao)，否則電阻(zu)增(zeng)大，電流升不(bu)上，使反應緩(huan)慢。
②. 硫(liu)酸的作(zuo)用
硫酸(suan)能(neng)提高溶液(ye)(ye)的(de)(de)導電率(lv)，改善分散能(neng)力(li)，提高陽極電流(liu)效率(lv)，加速銑切和去毛刺作(zuo)用(yong)。硫酸(suan)含量(liang)(liang)控制(zhi)在15%以下。硫酸(suan)含量(liang)(liang)過高時，液(ye)(ye)面(mian)易產生大量(liang)(liang)的(de)(de)氣(qi)泡(pao)，惡化(hua)操作(zuo)條件，此外，使(shi)電拋液(ye)(ye)的(de)(de)化(hua)學溶解能(neng)力(li)強(qiang)，不易得(de)到光(guang)亮的(de)(de)表面(mian)，且(qie)使(shi)溶液(ye)(ye)中的(de)(de)六價鉻還原成(cheng)三價鉻的(de)(de)速度(du)加快，易使(shi)電解液(ye)(ye)老化(hua)。
③. 鉻酐(gan)的作用
鉻酐能使(shi)不銹鋼(gang)表(biao)(biao)面(mian)形成(cheng)氧化(hua)薄(bo)層，局(ju)部鈍化(hua)，保持(chi)其(qi)不受化(hua)學(xue)腐(fu)蝕(shi)，以獲得光亮(liang)表(biao)(biao)面(mian)，有利于尖端毛(mao)刺電化(hua)學(xue)溶解速(su)率的加快。鉻酐濃度(du)太低，不易(yi)獲得光亮(liang)表(biao)(biao)面(mian)。濃度(du)太高時在大電流下，易(yi)產生(sheng)沉淀析(xi)出，降(jiang)低電流效率，使(shi)拋光表(biao)(biao)面(mian)產生(sheng)麻(ma)點等過腐(fu)蝕(shi)。三價鉻超過15g/L時，拋出來的表(biao)(biao)面(mian)呈烏(wu)光色。
三、電化學(xue)拋光銑(xian)切去(qu)毛刺(ci)
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(ye)的(de)老化
由于不銹鋼(gang)的(de)鐵、鉻、鎳等金屬(shu)元素在電(dian)化學過程(cheng)中被溶(rong)人電(dian)拋光溶(rong)液中，這些雜(za)(za)質一旦積累到一定程(cheng)度，使溶(rong)液黏稠(chou)，電(dian)阻(zu)增大，使不銹鋼(gang)表面拋不光亮。雜(za)(za)質中三價鉻起了主要的(de)作(zuo)用。三價鉻的(de)來源有：
①. 不銹鋼的鉻(ge)元素溶解(jie)成三價鉻(ge)；
②. 溶液(ye)中(zhong)六價鉻（鉻酐所含的鉻）還原成三價鉻。
陰極(ji)面(mian)積過(guo)大，使六價(jia)鉻接受電(dian)子還原成三價(jia)鉻的(de)速度(du)加(jia)快(kuai)。相反，陰極(ji)面(mian)積減小，陽(yang)極(ji)面(mian)積增(zeng)大，電(dian)流開(kai)大，陽(yang)極(ji)上產生的(de)氧(yang)原子會(hui)使三價(jia)鉻氧(yang)化為(wei)六價(jia)鉻。如果溶(rong)液中(zhong)三價(jia)鉻含(han)(han)量(liang)(liang)太高(gao)時，可(ke)增(zeng)加(jia)陽(yang)極(ji)面(mian)積，使陰極(ji)面(mian)積：陽(yang)極(ji)面(mian)積＝1:5時，大電(dian)流電(dian)解處理，可(ke)使三價(jia)鉻含(han)(han)量(liang)(liang)降(jiang)低(di)，六價(jia)鉻含(han)(han)量(liang)(liang)升高(gao)。在平常(chang)的(de)電(dian)拋光過(guo)程(cheng)中(zhong)，陰陽(yang)極(ji)面(mian)積保(bao)持在（1~1.5):1,使溶(rong)液中(zhong)的(de)三價(jia)鉻不會(hui)很快(kuai)積累，延(yan)緩溶(rong)液的(de)老化過(guo)程(cheng)的(de)時間。
