一、電化(hua)學拋光銑切(qie)原理
1. 黏膜的(de)整平(ping)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(dun)化(hua)作用(yong)
黏膜也(ye)會阻(zu)礙陽(yang)(yang)極的溶(rong)解，使(shi)陽(yang)(yang)極的極化作用(yong)增大(da)，在表(biao)面上會生成一層氧(yang)化膜，具有一定的穩定性，使(shi)表(biao)面不受化學作用(yong)，處于輕(qing)微鈍(dun)化狀態，表(biao)面便獲得光澤(ze)。
二、不銹鋼電化學拋光銑切工(gong)藝
溶液成(cheng)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 余量
溫(wen)度／℃ （50~100)(最佳(jia)70~80)
陰陽(yang)極面(mian)積之比 （1~1.5 ): 1
陽極電流密(mi)度（DA)/(A/d㎡) （10~55)(最(zui)佳(jia)20~50)
各(ge)組分及工藝條(tiao)件的影響如下：
1. 磷(lin)酸(suan)含量(liang)的影響(xiang)
在硫酸15%,鉻(ge)酐15%,水余量(liang)，極(ji)距15mm,陽極(ji)電流密(mi)度25A/d㎡,時間10min,溫(wen)度50~100℃,不同磷(lin)酸含量(liang)的影響見表10-3。
在(zai)實(shi)驗(yan)過程中，隨著磷(lin)酸(suan)含量的增(zeng)加(jia)，電(dian)壓有升高(gao)的趨勢。從表(biao)10-3可見，磷(lin)酸(suan)含量在(zai)40%~90%范圍內均可。選取60%~70%為宜。
2. 硫酸含量的影響
在(zai)磷(lin)酸65%,鉻酐12%,水余(yu)量(liang)，極(ji)距15mm,陽極(ji)電流密度(du)25A/d㎡,時間9min,溫度(du)50~100℃,不同硫酸含量(liang)的(de)影響(xiang)見(jian)表10-4.
實驗過(guo)程中，隨著硫酸(suan)的增加，電壓有(you)下降(jiang)的趨(qu)勢。硫酸(suan)超過(guo)15%以后，在(zai)液面產生(sheng)大(da)量的氣泡。由表10-4可見，硫酸(suan)含量在(zai)8%~15%之(zhi)間均可，選取硫酸(suan)12%為宜。
3. 鉻酐含量(liang)的(de)影響
在磷酸65%,硫酸15%,水余量，極距15mm,陽極電流(liu)密度(du)20A/d㎡,時間8min,溫度(du)50~100℃,不同鉻酐含(han)量的影(ying)響(xiang)見表(biao)10-5。
隨(sui)著鉻酐含量(liang)的增加，電壓有(you)下(xia)降的趨勢。從表10-5可見，鉻酐含量(liang)在5%~15%之間(jian)均可，選取鉻酐含量(liang)12%為宜。
4. 電流密(mi)度大小的(de)影響
①. 電位－電流密度的斷續測定，每次更換試片，試片被拋光面積(ji)均(jun)為1d㎡.在磷酸65%,硫(liu)酸12%,鉻酐12%,水(shui)余量的溶液(ye)中(zhong)進行，極距15mm,起始溫度50℃,結果(guo)見(jian)表10-6。
②. 電位－電流密度(du)連續(xu)(xu)測定(ding)，不更換試(shi)片，一直測下去，其(qi)結(jie)果見(jian)表10-7。測定(ding)時(shi)的(de)其(qi)他條件(jian)均(jun)與斷續(xu)(xu)測定(ding)相同。
根(gen)據(ju)表10-6和表10-7的結(jie)果(guo)，給出電位與(yu)電流的密度曲線見圖10-10。
由(you)圖10-10可(ke)見，陽極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)上(shang)(shang)(shang)升(sheng)到3V,此(ci)(ci)(ci)時電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)緩慢上(shang)(shang)(shang)升(sheng)至(zhi)4A/d㎡,試片表面(mian)(mian)不(bu)光(guang)(guang)亮，說明此(ci)(ci)(ci)區(qu)域不(bu)起(qi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化學(xue)(xue)拋光(guang)(guang)作用。電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)從(cong)3V升(sheng)到4V,電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)升(sheng)至(zhi)10A/d㎡,試片表面(mian)(mian)光(guang)(guang)亮程(cheng)度(du)仍(reng)不(bu)太(tai)理想(xiang)，可(ke)能是由(you)于(yu)離子擴散速率還稍大于(yu)金屬(shu)溶(rong)解(jie)速率，金屬(shu)表面(mian)(mian)的黏性(xing)膜仍(reng)未生成(cheng)，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化學(xue)(xue)拋光(guang)(guang)作用仍(reng)不(bu)起(qi)作用。電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)超過4V后，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)呈直線上(shang)(shang)(shang)升(sheng)。此(ci)(ci)(ci)時，陰陽極(ji)上(shang)(shang)(shang)均有氣(qi)泡析出(chu)。試片表面(mian)(mian)的光(guang)(guang)亮程(cheng)度(du)優良，銑(xian)切(qie)均勻，有去毛刺(ci)作用。陽極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)與(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)如繼續提高，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化學(xue)(xue)反應(ying)甚(shen)為激烈，溶(rong)液(ye)(ye)沸騰，氣(qi)體(ti)大量逸(yi)出(chu)，溶(rong)液(ye)(ye)處于(yu)不(bu)穩定狀態(tai)。綜上(shang)(shang)(shang)所述(shu)，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)在10~55A/d㎡2均可(ke)取(qu)得滿意的結果。故電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)取(qu)20~50A/d㎡2為宜。
5. 陰(yin)陽極間(jian)距離
陰陽(yang)極間(jian)距離的(de)(de)大(da)小(xiao)將直接影(ying)響電(dian)(dian)能的(de)(de)利用(yong)率。極距過(guo)大(da)，大(da)量電(dian)(dian)能將消耗于電(dian)(dian)拋液的(de)(de)歐姆電(dian)(dian)阻，產生的(de)(de)熱能使電(dian)(dian)拋液溫度(du)升高(gao)，極距過(guo)小(xiao)，容易造成阻塞或短路。表10-8為在其他條件(jian)相(xiang)同時，電(dian)(dian)流密(mi)度(du)30A/d㎡,不同極距所需要的(de)(de)電(dian)(dian)壓值。
由表10-8可見，極距宜(yi)小(xiao)，以不影響電拋(pao)液的流動(dong)和(he)短路為原則(ze)。
6. 溫度的影(ying)響
①. 溫(wen)度低。 電流效(xiao)率(lv)低，拋光不亮或緩慢。呈灰白色，無銑切能力和去毛刺(ci)作用(yong)。
②. 溫度高至60℃，溶液擴散作(zuo)用強，陽(yang)極溶解(jie)加快，電拋光(guang)性能好(hao)，毛(mao)刺除去(qu)不倒手。
③. 溫度太(tai)高至(zhi)100℃，溶液沸騰，大量(liang)氣體逸出，表面(mian)拋光優良(liang)，去毛刺不倒手，但惡化操作(zuo)環境。
不同溫(wen)度對拋光(guang)和去(qu)毛刺(ci)的效果見表10-9.
溫度可選(xuan)在(zai)70~80℃為宜。
工藝(yi)配方(fang)中各(ge)組分的作(zuo)用(yong)如下：
①. 磷酸的(de)作用
磷酸是電(dian)(dian)拋(pao)光、銑切(qie)、去毛刺溶液(ye)的(de)(de)主(zhu)要(yao)成(cheng)分。屬(shu)于中(zhong)等強(qiang)度的(de)(de)無機酸，是促進(jin)(jin)稠性黏(nian)膜的(de)(de)必不(bu)可少的(de)(de)組分，其主(zhu)要(yao)作用是增(zeng)進(jin)(jin)拋(pao)光效(xiao)果，因此(ci)，在(zai)拋(pao)光液(ye)中(zhong)的(de)(de)含量比較高。若(ruo)磷酸含量低，使(shi)溶液(ye)相對密度減(jian)少，黏(nian)度減(jian)小，使(shi)離子擴散速率加大，對金屬(shu)的(de)(de)溶解加快，不(bu)能達到整平和拋(pao)光的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。但磷酸濃度也不(bu)宜過高，否則電(dian)(dian)阻增(zeng)大，電(dian)(dian)流升(sheng)不(bu)上，使(shi)反應緩慢(man)。
②. 硫酸的作(zuo)用
硫(liu)酸(suan)能提高溶(rong)液(ye)的(de)(de)導(dao)電率，改(gai)善(shan)分散能力，提高陽極電流效率，加速銑(xian)切(qie)和去(qu)毛刺作(zuo)用。硫(liu)酸(suan)含(han)量(liang)控制在15%以下。硫(liu)酸(suan)含(han)量(liang)過高時(shi)，液(ye)面(mian)易產生大量(liang)的(de)(de)氣泡(pao)，惡化操作(zuo)條件，此外，使(shi)(shi)電拋(pao)液(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(mian)，且(qie)使(shi)(shi)溶(rong)液(ye)中的(de)(de)六價鉻還原成三價鉻的(de)(de)速度加快，易使(shi)(shi)電解液(ye)老化。
③. 鉻酐(gan)的作用
鉻酐能(neng)使(shi)不銹鋼表(biao)面形成氧化薄(bo)層，局部鈍化，保(bao)持其不受(shou)化學(xue)腐(fu)蝕，以獲得光亮表(biao)面，有利于尖(jian)端(duan)毛刺(ci)電(dian)化學(xue)溶解速率的(de)加快。鉻酐濃度(du)太(tai)低，不易獲得光亮表(biao)面。濃度(du)太(tai)高時(shi)(shi)在大電(dian)流下，易產生(sheng)沉(chen)淀析出(chu)，降低電(dian)流效(xiao)率，使(shi)拋光表(biao)面產生(sheng)麻點等過腐(fu)蝕。三(san)價鉻超過15g/L時(shi)(shi)，拋出(chu)來的(de)表(biao)面呈烏光色。
三、電化學拋光銑切去毛刺
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
由于不(bu)銹鋼的鐵、鉻(ge)(ge)(ge)、鎳等(deng)金屬(shu)元素在電化學過程(cheng)中被(bei)溶人電拋(pao)光溶液(ye)(ye)中，這些(xie)雜(za)質一(yi)旦積累到一(yi)定程(cheng)度(du)，使溶液(ye)(ye)黏稠，電阻增大(da)，使不(bu)銹鋼表面拋(pao)不(bu)光亮。雜(za)質中三(san)價(jia)鉻(ge)(ge)(ge)起(qi)了主要的作用(yong)。三(san)價(jia)鉻(ge)(ge)(ge)的來源有：
①. 不銹鋼的鉻元素溶解成三價鉻；
②. 溶液(ye)中六價鉻(ge)（鉻(ge)酐所含的鉻(ge)）還原成(cheng)三價鉻(ge)。
陰極(ji)(ji)面積(ji)過(guo)(guo)大，使六價(jia)(jia)鉻(ge)(ge)接受(shou)電(dian)(dian)子還原成三價(jia)(jia)鉻(ge)(ge)的(de)速度加快。相(xiang)反，陰極(ji)(ji)面積(ji)減小，陽(yang)極(ji)(ji)面積(ji)增大，電(dian)(dian)流開大，陽(yang)極(ji)(ji)上(shang)產生的(de)氧原子會使三價(jia)(jia)鉻(ge)(ge)氧化為(wei)六價(jia)(jia)鉻(ge)(ge)。如果溶液(ye)中三價(jia)(jia)鉻(ge)(ge)含(han)(han)量太高時，可增加陽(yang)極(ji)(ji)面積(ji)，使陰極(ji)(ji)面積(ji)：陽(yang)極(ji)(ji)面積(ji)＝1:5時，大電(dian)(dian)流電(dian)(dian)解處理，可使三價(jia)(jia)鉻(ge)(ge)含(han)(han)量降低，六價(jia)(jia)鉻(ge)(ge)含(han)(han)量升高。在平(ping)常的(de)電(dian)(dian)拋光過(guo)(guo)程中，陰陽(yang)極(ji)(ji)面積(ji)保持在（1~1.5):1,使溶液(ye)中的(de)三價(jia)(jia)鉻(ge)(ge)不(bu)會很快積(ji)累，延緩溶液(ye)的(de)老化過(guo)(guo)程的(de)時間。
