一、電(dian)化學拋光銑(xian)切原理
1. 黏(nian)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(hui)阻礙陽極(ji)(ji)(ji)的(de)溶解(jie)，使陽極(ji)(ji)(ji)的(de)極(ji)(ji)(ji)化作用增(zeng)大(da)，在表面上(shang)會(hui)生成一層(ceng)氧化膜，具(ju)有一定(ding)的(de)穩定(ding)性，使表面不(bu)受化學作用，處于輕(qing)微鈍化狀態，表面便獲得(de)光(guang)澤。
二(er)、不(bu)銹鋼電化學拋光銑切工藝
溶(rong)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(mian)積之比 （1~1.5 ): 1
陽極電(dian)流密度（DA)/(A/d㎡) （10~55)(最佳20~50)
各(ge)組分及工藝條件的影響(xiang)如下：
1. 磷酸含(han)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㎡,時間10min,溫度50~100℃,不同磷酸含量的影響見(jian)表10-3。
在實(shi)驗過程中(zhong)，隨著磷(lin)酸含(han)量的增加，電壓(ya)有升高(gao)的趨(qu)勢。從表(biao)10-3可見，磷(lin)酸含(han)量在40%~90%范圍(wei)內均可。選取60%~70%為宜。
2. 硫酸含量的(de)影(ying)響
在磷酸65%,鉻酐12%,水余量，極(ji)距15mm,陽極(ji)電流密度(du)(du)25A/d㎡,時間9min,溫度(du)(du)50~100℃,不(bu)同硫酸含量的影響見表10-4.
實(shi)驗過程中，隨著硫(liu)酸(suan)的(de)增(zeng)加，電壓有下降的(de)趨勢。硫(liu)酸(suan)超(chao)過15%以后，在(zai)液面產(chan)生大(da)量的(de)氣泡。由表(biao)10-4可(ke)見，硫(liu)酸(suan)含量在(zai)8%~15%之間均可(ke)，選取(qu)硫(liu)酸(suan)12%為(wei)宜(yi)。
3. 鉻酐含(han)量的影響
在磷酸65%,硫酸15%,水(shui)余量，極(ji)距15mm,陽極(ji)電流密度(du)20A/d㎡,時間(jian)8min,溫(wen)度(du)50~100℃,不(bu)同(tong)鉻酐含量的(de)影響見表10-5。
隨著鉻酐(gan)(gan)含量(liang)的(de)(de)增加，電(dian)壓有下降的(de)(de)趨(qu)勢。從(cong)表10-5可見，鉻酐(gan)(gan)含量(liang)在5%~15%之間(jian)均可，選(xuan)取鉻酐(gan)(gan)含量(liang)12%為(wei)宜。
4. 電流密度大小(xiao)的影響
①. 電位－電流密度的斷續測定，每次更換(huan)試片(pian)，試片(pian)被拋光面積(ji)均為1d㎡.在磷(lin)酸65%,硫酸12%,鉻酐12%,水余量的溶液中進(jin)行，極距15mm,起始溫度50℃,結果見表(biao)10-6。
②. 電位－電流密度連(lian)續(xu)測(ce)定(ding)，不更換(huan)試片，一直測(ce)下去，其結(jie)果見表10-7。測(ce)定(ding)時的其他條件均與斷續(xu)測(ce)定(ding)相同。
根據表10-6和表10-7的結果，給出(chu)電位與電流的密度曲線見圖(tu)10-10。
由圖10-10可見，陽(yang)極電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)上(shang)(shang)升到(dao)3V,此時電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)密(mi)度(du)(du)(du)緩慢上(shang)(shang)升至(zhi)4A/d㎡,試(shi)(shi)片表面(mian)不(bu)(bu)光(guang)亮，說明此區域不(bu)(bu)起電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)拋光(guang)作用(yong)(yong)(yong)。電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)從3V升到(dao)4V,電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)密(mi)度(du)(du)(du)升至(zhi)10A/d㎡,試(shi)(shi)片表面(mian)光(guang)亮程度(du)(du)(du)仍(reng)不(bu)(bu)太理想，可能是由于(yu)離子擴散速(su)(su)率還稍大于(yu)金屬(shu)溶(rong)解速(su)(su)率，金屬(shu)表面(mian)的黏性膜(mo)仍(reng)未(wei)生成，電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)拋光(guang)作用(yong)(yong)(yong)仍(reng)不(bu)(bu)起作用(yong)(yong)(yong)。電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)超過(guo)4V后，電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)密(mi)度(du)(du)(du)呈直線上(shang)(shang)升。此時，陰陽(yang)極上(shang)(shang)均(jun)(jun)有(you)氣泡析出。試(shi)(shi)片表面(mian)的光(guang)亮程度(du)(du)(du)優良，銑切均(jun)(jun)勻，有(you)去毛刺作用(yong)(yong)(yong)。陽(yang)極電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)與電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)密(mi)度(du)(du)(du)如繼續提高，電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)反(fan)應甚(shen)為激烈，溶(rong)液沸騰(teng)，氣體大量逸出，溶(rong)液處于(yu)不(bu)(bu)穩定狀(zhuang)態。綜上(shang)(shang)所述，電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)密(mi)度(du)(du)(du)在10~55A/d㎡2均(jun)(jun)可取得滿意的結果。故(gu)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)密(mi)度(du)(du)(du)取20~50A/d㎡2為宜。
5. 陰(yin)陽(yang)極間距離(li)
陰陽極(ji)間距離(li)的(de)大(da)(da)小(xiao)將直接影響電能的(de)利用率(lv)。極(ji)距過大(da)(da)，大(da)(da)量電能將消(xiao)耗(hao)于電拋液的(de)歐姆電阻，產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)能使電拋液溫度升高(gao)，極(ji)距過小(xiao)，容(rong)易造成阻塞或(huo)短路(lu)。表(biao)10-8為在其(qi)他條(tiao)件相同時，電流密度30A/d㎡,不同極(ji)距所(suo)需要的(de)電壓值。
由(you)表10-8可見，極距宜小，以不影響電拋液的(de)流動和短路為原(yuan)則(ze)。
6. 溫度的影響(xiang)
①. 溫度低。 電流效率低，拋光(guang)不亮或(huo)緩慢。呈灰白色，無銑切能力和去毛刺作用(yong)。
②. 溫度高至(zhi)60℃，溶(rong)液擴散作用強，陽(yang)極溶(rong)解(jie)加快，電拋光性能好，毛刺除去不倒手。
③. 溫(wen)度(du)太高至100℃，溶液沸(fei)騰，大量氣(qi)體逸(yi)出，表面(mian)拋光優良，去毛刺不(bu)倒手，但惡化操(cao)作環境。
不同溫度(du)對拋光和去毛刺(ci)的效果見表10-9.
溫度(du)可選(xuan)在70~80℃為宜。
工藝配方中各組分的作用如下：
①. 磷(lin)酸的作用
磷(lin)(lin)酸是電拋光(guang)、銑切(qie)、去毛刺(ci)溶(rong)液的(de)(de)(de)主(zhu)要成分。屬(shu)于中等(deng)強度(du)的(de)(de)(de)無機酸，是促進稠性黏(nian)膜的(de)(de)(de)必不可少(shao)的(de)(de)(de)組分，其主(zhu)要作用是增進拋光(guang)效果，因此，在(zai)拋光(guang)液中的(de)(de)(de)含量比較高。若(ruo)磷(lin)(lin)酸含量低，使溶(rong)液相對(dui)密(mi)度(du)減少(shao)，黏(nian)度(du)減小，使離子擴散速率加(jia)大，對(dui)金屬(shu)的(de)(de)(de)溶(rong)解加(jia)快，不能(neng)達到整平和拋光(guang)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。但(dan)磷(lin)(lin)酸濃(nong)度(du)也不宜(yi)過高，否則電阻(zu)增大，電流升(sheng)不上(shang)，使反應緩慢。
②. 硫酸(suan)的作用
硫(liu)酸(suan)能提高(gao)溶(rong)液(ye)(ye)的(de)(de)導(dao)電率(lv)，改善(shan)分散(san)能力，提高(gao)陽(yang)極(ji)電流效率(lv)，加速銑切和去毛刺作(zuo)用。硫(liu)酸(suan)含量控制在(zai)15%以(yi)下。硫(liu)酸(suan)含量過高(gao)時，液(ye)(ye)面易產生(sheng)大量的(de)(de)氣(qi)泡，惡化操作(zuo)條件，此(ci)外，使(shi)電拋液(ye)(ye)的(de)(de)化學(xue)溶(rong)解能力強，不(bu)易得到光(guang)亮的(de)(de)表面，且使(shi)溶(rong)液(ye)(ye)中(zhong)的(de)(de)六價鉻還原成三價鉻的(de)(de)速度(du)加快，易使(shi)電解液(ye)(ye)老化。
③. 鉻(ge)酐的(de)作用
鉻酐(gan)能使不銹鋼表面形成氧化薄(bo)層，局部鈍化，保持其(qi)不受化學腐(fu)蝕，以(yi)獲得光(guang)(guang)亮(liang)(liang)表面，有利于尖(jian)端(duan)毛刺(ci)電(dian)化學溶解(jie)速率(lv)的加快。鉻酐(gan)濃(nong)度(du)太低，不易獲得光(guang)(guang)亮(liang)(liang)表面。濃(nong)度(du)太高時(shi)在大電(dian)流下，易產(chan)生沉淀(dian)析出，降低電(dian)流效率(lv)，使拋光(guang)(guang)表面產(chan)生麻(ma)點等過(guo)腐(fu)蝕。三(san)價鉻超過(guo)15g/L時(shi)，拋出來的表面呈烏光(guang)(guang)色。
三(san)、電化學(xue)拋光銑(xian)切(qie)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)銹鋼的鐵、鉻、鎳等(deng)金屬元(yuan)素在電(dian)化學過程中被溶人(ren)電(dian)拋光溶液(ye)中，這些雜質(zhi)一(yi)旦積累到一(yi)定(ding)程度，使溶液(ye)黏稠，電(dian)阻增大，使不(bu)銹鋼表(biao)面拋不(bu)光亮(liang)。雜質(zhi)中三價鉻起了主要(yao)的作用。三價鉻的來源有：
①. 不銹鋼的(de)鉻元素(su)溶解成三(san)價鉻；
②. 溶液中(zhong)六價鉻(ge)(ge)（鉻(ge)(ge)酐(gan)所含的鉻(ge)(ge)）還原(yuan)成三價鉻(ge)(ge)。
陰(yin)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)面(mian)(mian)積(ji)過(guo)大(da)，使(shi)六價鉻接(jie)受電(dian)子還原成三(san)價鉻的(de)(de)速度加快。相反，陰(yin)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)面(mian)(mian)積(ji)減小，陽(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)面(mian)(mian)積(ji)增大(da)，電(dian)流(liu)開大(da)，陽(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)上產生的(de)(de)氧(yang)原子會(hui)使(shi)三(san)價鉻氧(yang)化為六價鉻。如果溶液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)三(san)價鉻含(han)(han)量(liang)太高(gao)時(shi)，可增加陽(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)面(mian)(mian)積(ji)，使(shi)陰(yin)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)面(mian)(mian)積(ji)：陽(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)面(mian)(mian)積(ji)＝1:5時(shi)，大(da)電(dian)流(liu)電(dian)解(jie)處理，可使(shi)三(san)價鉻含(han)(han)量(liang)降低，六價鉻含(han)(han)量(liang)升高(gao)。在(zai)平常(chang)的(de)(de)電(dian)拋光過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)，陰(yin)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)面(mian)(mian)積(ji)保持在(zai)（1~1.5):1,使(shi)溶液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)的(de)(de)三(san)價鉻不會(hui)很(hen)快積(ji)累，延緩(huan)溶液(ye)(ye)的(de)(de)老化過(guo)程(cheng)的(de)(de)時(shi)間(jian)。
