一(yi)、電化學拋(pao)光(guang)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(bu)銹(xiu)鋼(gang)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
黏膜也會阻礙陽極(ji)的(de)溶解，使陽極(ji)的(de)極(ji)化作用增(zeng)大，在表(biao)面上會生成一層氧化膜，具有一定的(de)穩定性，使表(biao)面不受(shou)化學作用，處于(yu)輕微鈍化狀態(tai)，表(biao)面便獲得光澤。
二、不銹鋼電化學拋光(guang)銑切(qie)工藝
溶液成分(fen)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(shui) 余量
溫度／℃ （50~100)(最佳70~80)
陰陽極面積之比 （1~1.5 ): 1
陽極電流密度（DA)/(A/d㎡) （10~55)(最佳20~50)
各(ge)組分及工藝條件(jian)的影響(xiang)如下：
1. 磷酸含量的影響
在硫酸(suan)15%,鉻酐15%,水余量，極(ji)(ji)距15mm,陽(yang)極(ji)(ji)電流密度25A/d㎡,時間10min,溫度50~100℃,不同磷(lin)酸(suan)含量的影(ying)響見(jian)表10-3。
在實(shi)驗(yan)過(guo)程中(zhong)，隨著(zhu)磷(lin)酸含量(liang)的增加，電壓有升高的趨(qu)勢。從表10-3可見，磷(lin)酸含量(liang)在40%~90%范圍內均可。選取60%~70%為宜(yi)。
2. 硫酸(suan)含量的影響
在磷(lin)酸(suan)65%,鉻酐12%,水余量，極(ji)距15mm,陽極(ji)電流密(mi)度(du)25A/d㎡,時間9min,溫(wen)度(du)50~100℃,不(bu)同(tong)硫酸(suan)含量的影響(xiang)見表10-4.
實驗(yan)過程中，隨著硫酸(suan)的增(zeng)加，電壓有下降的趨勢。硫酸(suan)超過15%以后，在液面產生大量(liang)的氣泡。由表10-4可見(jian)，硫酸(suan)含量(liang)在8%~15%之間均(jun)可，選取硫酸(suan)12%為(wei)宜。
3. 鉻酐含量的影響
在磷酸(suan)65%,硫酸(suan)15%,水余量，極距15mm,陽極電流密(mi)度(du)20A/d㎡,時間(jian)8min,溫度(du)50~100℃,不同鉻酐含量的(de)影響見(jian)表10-5。
隨著鉻酐(gan)含(han)量(liang)的(de)增(zeng)加，電壓有下降的(de)趨勢。從表10-5可見，鉻酐(gan)含(han)量(liang)在5%~15%之間均可，選(xuan)取鉻酐(gan)含(han)量(liang)12%為宜。
4. 電流密度大小(xiao)的影響
①. 電位－電流(liu)密度(du)的斷(duan)續測定，每(mei)次更換試片，試片被(bei)拋光面積均為(wei)1d㎡.在磷酸65%,硫(liu)酸12%,鉻酐12%,水余量(liang)的溶液(ye)中進行，極距15mm,起始溫(wen)度(du)50℃,結果見表10-6。
②. 電位－電流密度(du)連續測(ce)定，不更換試片，一直測(ce)下(xia)去，其結(jie)果(guo)見(jian)表(biao)10-7。測(ce)定時的其他條(tiao)件均與斷續測(ce)定相同。
根據表(biao)10-6和表(biao)10-7的結(jie)果(guo)，給出(chu)電位與電流(liu)的密度曲線見圖10-10。
由圖10-10可見，陽極(ji)電(dian)(dian)(dian)位(wei)上(shang)升(sheng)到3V,此(ci)時(shi)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密度(du)緩慢上(shang)升(sheng)至(zhi)4A/d㎡,試片(pian)表(biao)面不(bu)(bu)光(guang)(guang)(guang)亮，說明此(ci)區(qu)域不(bu)(bu)起電(dian)(dian)(dian)化學拋光(guang)(guang)(guang)作(zuo)用(yong)。電(dian)(dian)(dian)位(wei)從3V升(sheng)到4V,電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密度(du)升(sheng)至(zhi)10A/d㎡,試片(pian)表(biao)面光(guang)(guang)(guang)亮程(cheng)度(du)仍(reng)不(bu)(bu)太理想(xiang)，可能是由于離(li)子擴散速(su)(su)率(lv)還稍大(da)于金屬溶解速(su)(su)率(lv)，金屬表(biao)面的(de)(de)黏性膜仍(reng)未生成，電(dian)(dian)(dian)化學拋光(guang)(guang)(guang)作(zuo)用(yong)仍(reng)不(bu)(bu)起作(zuo)用(yong)。電(dian)(dian)(dian)位(wei)超過4V后，電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密度(du)呈直(zhi)線上(shang)升(sheng)。此(ci)時(shi)，陰陽極(ji)上(shang)均有氣(qi)泡析出。試片(pian)表(biao)面的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)亮程(cheng)度(du)優(you)良，銑切均勻，有去(qu)毛刺作(zuo)用(yong)。陽極(ji)電(dian)(dian)(dian)位(wei)與電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密度(du)如繼續提高，電(dian)(dian)(dian)化學反應甚為(wei)激(ji)烈，溶液(ye)沸騰，氣(qi)體大(da)量逸出，溶液(ye)處于不(bu)(bu)穩定狀態。綜上(shang)所述(shu)，電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密度(du)在10~55A/d㎡2均可取得滿意的(de)(de)結果。故電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密度(du)取20~50A/d㎡2為(wei)宜。
5. 陰陽(yang)極間距離
陰陽極間距離的(de)大(da)(da)小將直接影響電(dian)能的(de)利(li)用率(lv)。極距過大(da)(da)，大(da)(da)量(liang)電(dian)能將消耗于電(dian)拋液的(de)歐姆電(dian)阻，產(chan)生的(de)熱能使電(dian)拋液溫度(du)升高，極距過小，容易(yi)造成阻塞或短路。表10-8為在其他條件相(xiang)同(tong)時，電(dian)流密(mi)度(du)30A/d㎡,不同(tong)極距所需要的(de)電(dian)壓值(zhi)。
由表(biao)10-8可見，極距(ju)宜小，以不(bu)影(ying)響電拋液的(de)流動和短路為原(yuan)則。
6. 溫度(du)的影響
①. 溫度低。 電流效率低，拋光不亮或緩(huan)慢。呈灰白(bai)色，無銑切能力和去毛刺作用。
②. 溫度高至60℃，溶(rong)液(ye)擴散作用強(qiang)，陽極溶(rong)解加快(kuai)，電(dian)拋(pao)光性(xing)能(neng)好，毛刺除去不倒(dao)手。
③. 溫度太高至100℃，溶液沸騰(teng)，大量氣體逸出，表(biao)面拋光優良，去毛刺(ci)不倒手，但惡化操作環境(jing)。
不(bu)同溫(wen)度對拋光和去(qu)毛刺的效果(guo)見(jian)表(biao)10-9.
溫度可選在70~80℃為(wei)宜。
工藝配(pei)方中各組分的(de)作(zuo)用如下(xia)：
①. 磷(lin)酸的作用(yong)
磷酸是(shi)電拋光(guang)、銑切、去毛刺溶(rong)液(ye)的主要成分(fen)。屬于中等強(qiang)度(du)的無機酸，是(shi)促(cu)進(jin)稠性黏膜的必不(bu)可少的組分(fen)，其(qi)主要作用(yong)是(shi)增(zeng)進(jin)拋光(guang)效果，因此，在拋光(guang)液(ye)中的含(han)量(liang)比較高(gao)。若磷酸含(han)量(liang)低，使溶(rong)液(ye)相(xiang)對密(mi)度(du)減(jian)少，黏度(du)減(jian)小，使離子擴(kuo)散速率加大(da)，對金屬的溶(rong)解加快，不(bu)能達到整(zheng)平和拋光(guang)的目的。但磷酸濃(nong)度(du)也不(bu)宜過高(gao)，否則電阻增(zeng)大(da)，電流升不(bu)上(shang)，使反應緩慢。
②. 硫酸的作用
硫酸(suan)能(neng)提(ti)高(gao)(gao)(gao)溶液的(de)導電率，改善分(fen)散能(neng)力，提(ti)高(gao)(gao)(gao)陽(yang)極(ji)電流效(xiao)率，加速銑切和去毛刺作用。硫酸(suan)含(han)量控制在15%以下(xia)。硫酸(suan)含(han)量過(guo)高(gao)(gao)(gao)時，液面易產生(sheng)大量的(de)氣泡，惡化操作條件，此外(wai)，使電拋(pao)液的(de)化學溶解能(neng)力強，不易得到光亮的(de)表面，且(qie)使溶液中的(de)六價鉻(ge)還原成(cheng)三價鉻(ge)的(de)速度(du)加快，易使電解液老(lao)化。
③. 鉻酐的作(zuo)用
鉻酐能使(shi)不(bu)銹(xiu)鋼表(biao)面(mian)形成氧化(hua)(hua)薄(bo)層，局(ju)部(bu)鈍(dun)化(hua)(hua)，保持其不(bu)受化(hua)(hua)學腐(fu)蝕，以獲得(de)光亮表(biao)面(mian)，有利于尖端毛(mao)刺(ci)電化(hua)(hua)學溶解速率(lv)的(de)加快。鉻酐濃(nong)度太(tai)低，不(bu)易獲得(de)光亮表(biao)面(mian)。濃(nong)度太(tai)高時(shi)在大電流(liu)下，易產(chan)生沉淀析出(chu)，降低電流(liu)效率(lv)，使(shi)拋光表(biao)面(mian)產(chan)生麻點等過(guo)腐(fu)蝕。三價鉻超過(guo)15g/L時(shi)，拋出(chu)來的(de)表(biao)面(mian)呈烏(wu)光色。
三、電化學拋(pao)光銑(xian)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(hua)
由于不(bu)(bu)銹鋼的(de)鐵、鉻、鎳等金屬元(yuan)素在電(dian)(dian)化學過(guo)程中被溶人電(dian)(dian)拋(pao)光溶液中，這些雜質一(yi)旦積累到一(yi)定程度(du)，使溶液黏稠，電(dian)(dian)阻增大，使不(bu)(bu)銹鋼表面拋(pao)不(bu)(bu)光亮。雜質中三價(jia)鉻起了主(zhu)要的(de)作(zuo)用。三價(jia)鉻的(de)來源有：
①. 不銹鋼的鉻(ge)元素(su)溶(rong)解(jie)成(cheng)三(san)價鉻(ge)；
②. 溶液中六價鉻（鉻酐所含的(de)鉻）還原成三價鉻。
陰(yin)極(ji)面(mian)(mian)(mian)積(ji)過大(da)，使(shi)六價(jia)(jia)鉻(ge)(ge)(ge)接受電(dian)子還原(yuan)成三(san)價(jia)(jia)鉻(ge)(ge)(ge)的(de)速度(du)加快(kuai)。相反，陰(yin)極(ji)面(mian)(mian)(mian)積(ji)減小，陽極(ji)面(mian)(mian)(mian)積(ji)增大(da)，電(dian)流開大(da)，陽極(ji)上產生的(de)氧(yang)原(yuan)子會使(shi)三(san)價(jia)(jia)鉻(ge)(ge)(ge)氧(yang)化(hua)為六價(jia)(jia)鉻(ge)(ge)(ge)。如果溶液(ye)中(zhong)(zhong)三(san)價(jia)(jia)鉻(ge)(ge)(ge)含(han)量太高時，可增加陽極(ji)面(mian)(mian)(mian)積(ji)，使(shi)陰(yin)極(ji)面(mian)(mian)(mian)積(ji)：陽極(ji)面(mian)(mian)(mian)積(ji)＝1:5時，大(da)電(dian)流電(dian)解(jie)處理，可使(shi)三(san)價(jia)(jia)鉻(ge)(ge)(ge)含(han)量降低，六價(jia)(jia)鉻(ge)(ge)(ge)含(han)量升(sheng)高。在平(ping)常的(de)電(dian)拋光過程中(zhong)(zhong)，陰(yin)陽極(ji)面(mian)(mian)(mian)積(ji)保持在（1~1.5):1,使(shi)溶液(ye)中(zhong)(zhong)的(de)三(san)價(jia)(jia)鉻(ge)(ge)(ge)不會很快(kuai)積(ji)累，延緩溶液(ye)的(de)老化(hua)過程的(de)時間。
