一(yi)、電化(hua)學拋光(guang)銑切原理
1. 黏膜的整平作用(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. 黏膜的鈍化作(zuo)用
黏(nian)膜也(ye)會阻礙陽極的(de)(de)溶(rong)解，使陽極的(de)(de)極化(hua)作用增大，在(zai)表(biao)面(mian)上會生成(cheng)一(yi)層氧化(hua)膜，具有一(yi)定的(de)(de)穩(wen)定性，使表(biao)面(mian)不受(shou)化(hua)學作用，處于輕微鈍化(hua)狀(zhuang)態，表(biao)面(mian)便(bian)獲得光澤。
二、不銹鋼電化學拋光銑切(qie)工(gong)藝
溶(rong)液成分及工藝條(tiao)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(yu)量
溫度／℃ （50~100)(最(zui)佳(jia)70~80)
陰陽極面(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)
各組(zu)分及工藝條(tiao)件(jian)的影響如下：
1. 磷酸含量的影響
在硫酸(suan)15%,鉻(ge)酐15%,水(shui)余量，極距(ju)15mm,陽極電流密度25A/d㎡,時間10min,溫度50~100℃,不同(tong)磷酸(suan)含(han)量的影響見表(biao)10-3。
在實(shi)驗過程中(zhong)，隨著磷(lin)(lin)酸含量(liang)的增(zeng)加(jia)，電壓有升高的趨勢(shi)。從表(biao)10-3可(ke)見，磷(lin)(lin)酸含量(liang)在40%~90%范(fan)圍(wei)內均可(ke)。選取60%~70%為宜。
2. 硫酸含量的影響(xiang)
在(zai)磷酸65%,鉻酐(gan)12%,水余量(liang)，極距15mm,陽極電流(liu)密(mi)度25A/d㎡,時間9min,溫(wen)度50~100℃,不同硫酸含量(liang)的影響見(jian)表(biao)10-4.
實(shi)驗過程(cheng)中，隨著硫(liu)酸(suan)的(de)增加，電壓(ya)有下(xia)降的(de)趨(qu)勢。硫(liu)酸(suan)超過15%以后，在液(ye)面產(chan)生(sheng)大(da)量的(de)氣泡。由表(biao)10-4可見，硫(liu)酸(suan)含量在8%~15%之間均可，選(xuan)取硫(liu)酸(suan)12%為宜。
3. 鉻酐含量的影響
在磷酸65%,硫酸15%,水余量，極距15mm,陽極電流密度20A/d㎡,時(shi)間8min,溫度50~100℃,不同鉻酐含量的(de)影(ying)響見表10-5。
隨(sui)著鉻(ge)(ge)酐(gan)含(han)量(liang)(liang)的(de)增(zeng)加，電壓有下降的(de)趨勢(shi)。從(cong)表10-5可見，鉻(ge)(ge)酐(gan)含(han)量(liang)(liang)在(zai)5%~15%之間均(jun)可，選取鉻(ge)(ge)酐(gan)含(han)量(liang)(liang)12%為宜。
4. 電(dian)流密度大小的影(ying)響
①. 電(dian)位－電(dian)流(liu)密(mi)度(du)的(de)(de)斷續(xu)測定(ding)，每(mei)次更換(huan)試片，試片被拋光(guang)面積均為1d㎡.在磷酸(suan)(suan)65%,硫酸(suan)(suan)12%,鉻酐(gan)12%,水余量的(de)(de)溶(rong)液中進行(xing)，極距15mm,起始溫度(du)50℃,結果見表10-6。
②. 電(dian)位－電(dian)流(liu)密度(du)連續(xu)測定，不(bu)更換試(shi)片，一(yi)直測下去，其(qi)結果見表10-7。測定時的其(qi)他條件均與斷續(xu)測定相(xiang)同。
根據表(biao)(biao)10-6和(he)表(biao)(biao)10-7的結果，給出電(dian)位(wei)與電(dian)流的密度曲(qu)線見圖10-10。
由圖10-10可(ke)見，陽(yang)極電(dian)(dian)位(wei)上(shang)升到3V,此時電(dian)(dian)流(liu)密度(du)緩慢上(shang)升至4A/d㎡,試(shi)片(pian)表面(mian)不(bu)光(guang)(guang)亮，說明此區域不(bu)起電(dian)(dian)化(hua)學(xue)拋(pao)光(guang)(guang)作(zuo)用(yong)(yong)。電(dian)(dian)位(wei)從3V升到4V,電(dian)(dian)流(liu)密度(du)升至10A/d㎡,試(shi)片(pian)表面(mian)光(guang)(guang)亮程(cheng)(cheng)度(du)仍(reng)不(bu)太理(li)想(xiang)，可(ke)能是由于離子擴散(san)速(su)率還稍大于金屬溶解速(su)率，金屬表面(mian)的(de)黏性(xing)膜仍(reng)未生成(cheng)，電(dian)(dian)化(hua)學(xue)拋(pao)光(guang)(guang)作(zuo)用(yong)(yong)仍(reng)不(bu)起作(zuo)用(yong)(yong)。電(dian)(dian)位(wei)超過4V后，電(dian)(dian)流(liu)密度(du)呈(cheng)直線上(shang)升。此時，陰(yin)陽(yang)極上(shang)均有氣泡(pao)析出。試(shi)片(pian)表面(mian)的(de)光(guang)(guang)亮程(cheng)(cheng)度(du)優良(liang)，銑切(qie)均勻，有去(qu)毛刺作(zuo)用(yong)(yong)。陽(yang)極電(dian)(dian)位(wei)與電(dian)(dian)流(liu)密度(du)如(ru)繼續提高(gao)，電(dian)(dian)化(hua)學(xue)反(fan)應甚(shen)為激烈，溶液沸騰，氣體大量(liang)逸出，溶液處(chu)于不(bu)穩定狀態。綜(zong)上(shang)所(suo)述，電(dian)(dian)流(liu)密度(du)在10~55A/d㎡2均可(ke)取得滿意的(de)結果(guo)。故電(dian)(dian)流(liu)密度(du)取20~50A/d㎡2為宜。
5. 陰陽極(ji)間距離(li)
陰陽極(ji)(ji)(ji)間距(ju)離的大小將直接影響電能的利用率。極(ji)(ji)(ji)距(ju)過大，大量電能將消耗于電拋液的歐姆(mu)電阻(zu)，產生的熱(re)能使(shi)電拋液溫(wen)度升高(gao)，極(ji)(ji)(ji)距(ju)過小，容易(yi)造成阻(zu)塞或短路。表(biao)10-8為在其他條件相同(tong)時，電流密度30A/d㎡,不(bu)同(tong)極(ji)(ji)(ji)距(ju)所需要的電壓值(zhi)。
由表10-8可(ke)見，極距宜小，以不(bu)影(ying)響電拋液(ye)的(de)流(liu)動(dong)和短路為(wei)原則。
6. 溫度(du)的(de)影響
①. 溫度低。 電流效(xiao)率低，拋光不(bu)亮(liang)或緩(huan)慢。呈灰白色，無銑(xian)切(qie)能力和(he)去毛(mao)刺(ci)作(zuo)用。
②. 溫度高至60℃，溶液擴(kuo)散作(zuo)用強，陽極(ji)溶解(jie)加快，電(dian)拋光(guang)性能好，毛刺除去不倒(dao)手。
③. 溫度太高至100℃，溶液沸騰，大量氣(qi)體逸出，表面(mian)拋光優良，去(qu)毛刺(ci)不(bu)倒手(shou)，但惡化操作環境。
不同溫度對拋光和去毛刺(ci)的效果(guo)見表10-9.
溫度可選在70~80℃為宜。
工藝配方中各組分的(de)作用如下：
①. 磷(lin)酸的作用
磷酸是(shi)(shi)電拋光(guang)(guang)、銑(xian)切、去毛刺(ci)溶液的(de)(de)(de)主要(yao)(yao)成分。屬于中等強度(du)的(de)(de)(de)無機酸，是(shi)(shi)促進(jin)稠性(xing)黏(nian)膜的(de)(de)(de)必不(bu)可少(shao)的(de)(de)(de)組(zu)分，其(qi)主要(yao)(yao)作用(yong)是(shi)(shi)增進(jin)拋光(guang)(guang)效果，因此，在拋光(guang)(guang)液中的(de)(de)(de)含量比(bi)較高。若磷酸含量低(di)，使(shi)溶液相對密度(du)減少(shao)，黏(nian)度(du)減小(xiao)，使(shi)離子擴散速率加(jia)大，對金屬的(de)(de)(de)溶解加(jia)快，不(bu)能達到整平和拋光(guang)(guang)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。但磷酸濃度(du)也不(bu)宜過高，否則電阻增大，電流升不(bu)上，使(shi)反應緩慢。
②. 硫酸的作(zuo)用
硫(liu)(liu)酸能(neng)提高(gao)溶液(ye)(ye)的導(dao)電(dian)(dian)率(lv)(lv)，改(gai)善分(fen)散能(neng)力，提高(gao)陽極(ji)電(dian)(dian)流(liu)效率(lv)(lv)，加(jia)速銑切和去毛刺作(zuo)用。硫(liu)(liu)酸含(han)量(liang)控制在15%以下(xia)。硫(liu)(liu)酸含(han)量(liang)過高(gao)時(shi)，液(ye)(ye)面易(yi)產生大(da)量(liang)的氣泡(pao)，惡化操作(zuo)條件，此外，使(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)拋液(ye)(ye)的化學溶解(jie)能(neng)力強，不易(yi)得到(dao)光亮的表面，且使(shi)(shi)(shi)溶液(ye)(ye)中的六價(jia)鉻(ge)還原成(cheng)三(san)價(jia)鉻(ge)的速度加(jia)快，易(yi)使(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)解(jie)液(ye)(ye)老化。
③. 鉻酐的(de)作用(yong)
鉻酐能使(shi)不銹鋼表面(mian)(mian)(mian)形成(cheng)氧化(hua)薄層，局(ju)部鈍化(hua)，保持其(qi)不受化(hua)學腐蝕，以獲得光(guang)亮表面(mian)(mian)(mian)，有(you)利于(yu)尖(jian)端毛(mao)刺電化(hua)學溶解速率(lv)的加快(kuai)。鉻酐濃(nong)度太低(di)，不易(yi)獲得光(guang)亮表面(mian)(mian)(mian)。濃(nong)度太高時(shi)在(zai)大電流下(xia)，易(yi)產(chan)生沉淀析出，降(jiang)低(di)電流效(xiao)率(lv)，使(shi)拋光(guang)表面(mian)(mian)(mian)產(chan)生麻點等過腐蝕。三價(jia)鉻超過15g/L時(shi)，拋出來的表面(mian)(mian)(mian)呈烏光(guang)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(si)、溶液的老(lao)化(hua)
由(you)于不銹鋼的鐵、鉻(ge)、鎳等金屬元素在電(dian)化學過程中(zhong)(zhong)被溶(rong)人電(dian)拋光溶(rong)液中(zhong)(zhong)，這些(xie)雜(za)質一旦積累到一定程度，使溶(rong)液黏稠，電(dian)阻增(zeng)大，使不銹鋼表面(mian)拋不光亮。雜(za)質中(zhong)(zhong)三(san)價鉻(ge)起了主(zhu)要(yao)的作用。三(san)價鉻(ge)的來源有：
①. 不銹鋼的鉻(ge)元素(su)溶解成三(san)價鉻(ge)；
②. 溶(rong)液中六(liu)價鉻(ge)(ge)（鉻(ge)(ge)酐所含的(de)鉻(ge)(ge)）還原成(cheng)三價鉻(ge)(ge)。
陰(yin)極(ji)(ji)(ji)面(mian)(mian)積(ji)(ji)過(guo)(guo)大(da)(da)，使六價鉻(ge)(ge)接受(shou)電(dian)(dian)子還原(yuan)成三價鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)速度(du)加(jia)快(kuai)。相反，陰(yin)極(ji)(ji)(ji)面(mian)(mian)積(ji)(ji)減小，陽(yang)極(ji)(ji)(ji)面(mian)(mian)積(ji)(ji)增大(da)(da)，電(dian)(dian)流開大(da)(da)，陽(yang)極(ji)(ji)(ji)上產生的(de)(de)(de)氧原(yuan)子會(hui)(hui)使三價鉻(ge)(ge)氧化為(wei)六價鉻(ge)(ge)。如果溶液中三價鉻(ge)(ge)含(han)(han)量(liang)太高時(shi)，可增加(jia)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)面(mian)(mian)積(ji)(ji)，使陰(yin)極(ji)(ji)(ji)面(mian)(mian)積(ji)(ji)：陽(yang)極(ji)(ji)(ji)面(mian)(mian)積(ji)(ji)＝1:5時(shi)，大(da)(da)電(dian)(dian)流電(dian)(dian)解處理，可使三價鉻(ge)(ge)含(han)(han)量(liang)降低(di)，六價鉻(ge)(ge)含(han)(han)量(liang)升高。在平(ping)常的(de)(de)(de)電(dian)(dian)拋(pao)光過(guo)(guo)程中，陰(yin)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)面(mian)(mian)積(ji)(ji)保持在（1~1.5):1,使溶液中的(de)(de)(de)三價鉻(ge)(ge)不會(hui)(hui)很快(kuai)積(ji)(ji)累，延(yan)緩溶液的(de)(de)(de)老化過(guo)(guo)程的(de)(de)(de)時(shi)間。
