一、電化學拋(pao)光銑切原理
1. 黏膜的整(zheng)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(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. 黏膜的鈍化作(zuo)用
黏膜(mo)也會(hui)阻礙陽(yang)極的溶(rong)解，使(shi)陽(yang)極的極化作用增大，在(zai)表(biao)面(mian)上會(hui)生成一層氧化膜(mo)，具(ju)有一定(ding)的穩定(ding)性，使(shi)表(biao)面(mian)不受化學作用，處(chu)于輕(qing)微鈍化狀態，表(biao)面(mian)便(bian)獲(huo)得(de)光澤(ze)。
二、不銹(xiu)鋼電化學(xue)拋光銑切工藝
溶液成分及(ji)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 余量
溫度／℃ （50~100)(最佳70~80)
陰陽極面積之比(bi) （1~1.5 ): 1
陽極電(dian)流(liu)密(mi)度（DA)/(A/d㎡) （10~55)(最佳20~50)
各(ge)組分及工藝條件的影響如下：
1. 磷酸(suan)含(han)量的影響
在硫酸15%,鉻酐15%,水余量，極距15mm,陽極電流密度25A/d㎡,時間10min,溫度50~100℃,不同磷酸含量的影響見表10-3。
在(zai)實(shi)驗過程中，隨(sui)著磷酸含量(liang)(liang)的(de)(de)增加(jia)，電壓有升高的(de)(de)趨勢。從表10-3可見，磷酸含量(liang)(liang)在(zai)40%~90%范圍內(nei)均(jun)可。選取(qu)60%~70%為宜。
2. 硫(liu)酸含量(liang)的影響
在磷(lin)酸65%,鉻酐12%,水余量，極距15mm,陽極電流密度25A/d㎡,時間(jian)9min,溫(wen)度50~100℃,不(bu)同(tong)硫酸含量的影響見表(biao)10-4.
實驗(yan)過程(cheng)中，隨(sui)著(zhu)硫(liu)(liu)酸(suan)的增加，電壓有下(xia)降(jiang)的趨(qu)勢(shi)。硫(liu)(liu)酸(suan)超(chao)過15%以后，在(zai)液面產(chan)生大量的氣(qi)泡。由表10-4可(ke)見，硫(liu)(liu)酸(suan)含量在(zai)8%~15%之間均(jun)可(ke)，選取硫(liu)(liu)酸(suan)12%為(wei)宜(yi)。
3. 鉻酐含量的影響
在(zai)磷酸(suan)65%,硫酸(suan)15%,水余量(liang)，極(ji)距15mm,陽極(ji)電流密度(du)20A/d㎡,時間8min,溫度(du)50~100℃,不同鉻酐含量(liang)的影(ying)響見表10-5。
隨著鉻酐(gan)含量的(de)增(zeng)加(jia)，電壓有下降的(de)趨(qu)勢。從(cong)表10-5可(ke)見(jian)，鉻酐(gan)含量在5%~15%之間均(jun)可(ke)，選取鉻酐(gan)含量12%為宜。
4. 電流密度大小的影響
①. 電(dian)(dian)位－電(dian)(dian)流(liu)密度的(de)斷續(xu)測定(ding)，每次(ci)更換(huan)試(shi)片(pian)，試(shi)片(pian)被拋光面積均為1d㎡.在(zai)磷(lin)酸65%,硫酸12%,鉻酐(gan)12%,水余量的(de)溶液中進行，極距15mm,起始溫度50℃,結果見表10-6。
②. 電位－電流密(mi)度(du)連續(xu)測(ce)定，不(bu)更換試片，一直測(ce)下去(qu)，其結果(guo)見表10-7。測(ce)定時的其他條件均與(yu)斷(duan)續(xu)測(ce)定相(xiang)同。
根據表10-6和表10-7的結果，給出電位與電流的密度(du)曲線見圖10-10。
由(you)(you)圖10-10可見，陽極電(dian)(dian)位上升(sheng)到3V,此時(shi)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)(du)緩(huan)慢(man)上升(sheng)至4A/d㎡,試片表面不光(guang)(guang)(guang)亮，說(shuo)明此區域不起(qi)電(dian)(dian)化學拋(pao)光(guang)(guang)(guang)作(zuo)(zuo)(zuo)用。電(dian)(dian)位從3V升(sheng)到4V,電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)(du)升(sheng)至10A/d㎡,試片表面光(guang)(guang)(guang)亮程度(du)(du)(du)(du)仍不太理(li)想，可能(neng)是(shi)由(you)(you)于離子擴散速(su)(su)率(lv)還稍大于金屬(shu)溶(rong)(rong)解(jie)速(su)(su)率(lv)，金屬(shu)表面的(de)(de)黏性膜仍未生成，電(dian)(dian)化學拋(pao)光(guang)(guang)(guang)作(zuo)(zuo)(zuo)用仍不起(qi)作(zuo)(zuo)(zuo)用。電(dian)(dian)位超過(guo)4V后，電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)(du)呈直線上升(sheng)。此時(shi)，陰(yin)陽極上均(jun)有氣泡析出。試片表面的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)亮程度(du)(du)(du)(du)優良(liang)，銑切均(jun)勻(yun)，有去毛刺作(zuo)(zuo)(zuo)用。陽極電(dian)(dian)位與電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)(du)如繼續提高(gao)，電(dian)(dian)化學反應甚為激烈，溶(rong)(rong)液沸騰，氣體大量逸出，溶(rong)(rong)液處于不穩定狀態。綜上所述(shu)，電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)(du)在10~55A/d㎡2均(jun)可取得滿意的(de)(de)結果(guo)。故電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)(du)取20~50A/d㎡2為宜(yi)。
5. 陰(yin)陽極(ji)間距(ju)離
陰(yin)陽極(ji)間(jian)距(ju)(ju)離的大(da)小(xiao)(xiao)將直接影(ying)響電(dian)能的利用率。極(ji)距(ju)(ju)過大(da)，大(da)量電(dian)能將消(xiao)耗于電(dian)拋液的歐(ou)姆(mu)電(dian)阻(zu)，產(chan)生(sheng)的熱能使電(dian)拋液溫度升高，極(ji)距(ju)(ju)過小(xiao)(xiao)，容(rong)易造成阻(zu)塞或短路。表10-8為在(zai)其他條件相(xiang)同(tong)時，電(dian)流(liu)密度30A/d㎡,不同(tong)極(ji)距(ju)(ju)所需(xu)要(yao)的電(dian)壓(ya)值。
由表10-8可見，極(ji)距(ju)宜小，以不影響電拋液的流動和短路(lu)為原則。
6. 溫度的影響
①. 溫度低。 電流效率低(di)，拋光不(bu)亮或緩慢。呈灰白色(se)，無(wu)銑切能(neng)力和去毛(mao)刺作用(yong)。
②. 溫度高(gao)至60℃，溶液擴散作用(yong)強，陽極溶解加快，電拋光性能好，毛刺(ci)除去不倒手。
③. 溫度太高至100℃，溶液沸騰(teng)，大量氣(qi)體(ti)逸出，表面(mian)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)對拋光(guang)和去毛刺的效果見表10-9.
溫度可選在70~80℃為宜。
工藝(yi)配(pei)方中各組分的作用如下(xia)：
①. 磷酸的作用
磷酸是(shi)電(dian)拋光(guang)、銑切(qie)、去毛刺溶液的(de)主要成分(fen)。屬于(yu)中(zhong)等強度(du)的(de)無(wu)機酸，是(shi)促進(jin)(jin)稠性黏膜的(de)必不可(ke)少的(de)組分(fen)，其主要作用是(shi)增進(jin)(jin)拋光(guang)效果，因此，在拋光(guang)液中(zhong)的(de)含(han)量比較高(gao)。若磷酸含(han)量低，使(shi)溶液相對(dui)密度(du)減少，黏度(du)減小，使(shi)離子(zi)擴散速率加大(da)(da)，對(dui)金屬的(de)溶解(jie)加快(kuai)，不能達到整平和拋光(guang)的(de)目的(de)。但磷酸濃(nong)度(du)也不宜過(guo)高(gao)，否則電(dian)阻增大(da)(da)，電(dian)流升不上，使(shi)反應緩慢。
②. 硫酸的作用
硫(liu)酸能(neng)(neng)提(ti)高(gao)溶液(ye)的(de)(de)導電(dian)率，改(gai)善分散能(neng)(neng)力(li)，提(ti)高(gao)陽極電(dian)流效率，加速(su)銑切和去毛刺(ci)作用。硫(liu)酸含量(liang)控制在(zai)15%以下。硫(liu)酸含量(liang)過(guo)高(gao)時，液(ye)面(mian)易(yi)產生大量(liang)的(de)(de)氣泡，惡化操作條件，此外，使(shi)電(dian)拋液(ye)的(de)(de)化學溶解(jie)能(neng)(neng)力(li)強，不易(yi)得到光亮(liang)的(de)(de)表(biao)面(mian)，且使(shi)溶液(ye)中的(de)(de)六價鉻還原成(cheng)三價鉻的(de)(de)速(su)度(du)加快(kuai)，易(yi)使(shi)電(dian)解(jie)液(ye)老化。
③. 鉻酐的作用(yong)
鉻酐(gan)能使不銹(xiu)鋼表(biao)面形成氧化薄層，局部鈍(dun)化，保(bao)持(chi)其(qi)不受化學腐蝕，以獲得光亮表(biao)面，有利于(yu)尖端毛刺電化學溶解速率(lv)(lv)的加快(kuai)。鉻酐(gan)濃(nong)度太低，不易獲得光亮表(biao)面。濃(nong)度太高時在大電流下，易產(chan)生(sheng)沉淀析(xi)出(chu)，降低電流效率(lv)(lv)，使拋光表(biao)面產(chan)生(sheng)麻點等過腐蝕。三價鉻超過15g/L時，拋出(chu)來的表(biao)面呈烏光色。
三、電化學拋光銑切(qie)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、溶液的老化
由(you)于不銹鋼的(de)鐵、鉻、鎳等金(jin)屬元素(su)在(zai)電化學過程中被溶人電拋光(guang)溶液中，這(zhe)些雜質一旦(dan)積(ji)累到一定程度，使溶液黏稠，電阻增大，使不銹鋼表面拋不光(guang)亮。雜質中三(san)價(jia)鉻起了(le)主(zhu)要的(de)作用。三(san)價(jia)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(liu)價鉻(ge)（鉻(ge)酐所(suo)含的鉻(ge)）還原成三(san)價鉻(ge)。
陰極(ji)面(mian)(mian)積(ji)(ji)過大(da)，使六(liu)價(jia)鉻接受電子還原成三(san)價(jia)鉻的(de)速度加(jia)快(kuai)。相反(fan)，陰極(ji)面(mian)(mian)積(ji)(ji)減小，陽(yang)極(ji)面(mian)(mian)積(ji)(ji)增(zeng)大(da)，電流(liu)開大(da)，陽(yang)極(ji)上產生的(de)氧原子會使三(san)價(jia)鉻氧化為(wei)六(liu)價(jia)鉻。如果溶(rong)(rong)液中三(san)價(jia)鉻含(han)量(liang)(liang)太高(gao)時，可(ke)增(zeng)加(jia)陽(yang)極(ji)面(mian)(mian)積(ji)(ji)，使陰極(ji)面(mian)(mian)積(ji)(ji)：陽(yang)極(ji)面(mian)(mian)積(ji)(ji)＝1:5時，大(da)電流(liu)電解處理，可(ke)使三(san)價(jia)鉻含(han)量(liang)(liang)降低(di)，六(liu)價(jia)鉻含(han)量(liang)(liang)升高(gao)。在平常的(de)電拋光過程(cheng)中，陰陽(yang)極(ji)面(mian)(mian)積(ji)(ji)保持在（1~1.5):1,使溶(rong)(rong)液中的(de)三(san)價(jia)鉻不(bu)會很快(kuai)積(ji)(ji)累，延緩溶(rong)(rong)液的(de)老化過程(cheng)的(de)時間。
