电解抛光原理 _生活百科

电解抛光原理【电解抛光原理】利用金属表面微观凸点在特定电解液中和适当电流密度下﹐首先发生阳极溶解的原理进行抛光的一种电解加工﹐又称电抛光﹐英文简称ECP 。这种加工方法是﹐法国的P.A.雅克于1931年发明的﹐不久之后在工业中得到套用。
基本介绍中文名：电解抛光原理
条件设备：电源整流器
优点：光泽持久成本低廉抗腐蚀
工艺流程：除油--抛光--水洗--中和--包装
概述工件作为阳极接直流电源的正极。用铅﹑不鏽钢等耐电解液腐蚀的导电材料作为阴极﹐接直流电源的负极。两者相距一定距离浸入电解液(一般以硫酸﹑磷酸为基本成分)中﹐在一定温度﹑电压和电流密度(一般低于1安/厘米2 )下﹐通电一定时间(一般为几十秒到几分)﹐工件表面上的微小凸起部分便首先溶解﹐而逐渐变成平滑光亮的表面。电解抛光的特点是﹕①抛光的表面不会产生变质层﹐无附加应力﹐并可去除或减小原有的应力层﹔②对难于用机械抛光的硬质材料﹑软质材料以及薄壁﹑形状複杂﹑细小的零件和製品都能加工﹔③抛光时间短﹐而且可以多件同时抛光﹐生产效率高﹔④电解抛光所能达到的表面粗糙度与原始表面粗糙度有关﹐一般可提高两级。但由于电解液的通用性差﹐使用寿命短和强腐蚀性等缺点﹐电解抛光的套用範围受到限制。电解抛光主要用于表面粗糙度小的金属製品和零件﹐如反射镜﹑不鏽钢餐具﹑装饰品﹑注射针﹑弹簧﹑叶片和不鏽钢管等﹐还可用于某些模具(如胶木模和玻璃模等)和金相磨片的抛光。工艺流程除油--水洗--除锈--水洗--电解抛光--水洗--中和--水洗--钝化--包装常见问题1.电抛光后，表面为什幺会发现似未抛光的斑点或小块？原因分析：抛光前除油不彻底，表面尚附有油迹。解决方法：1：10兑水使用， 60－90℃条件下浸泡5－20分钟。如长时间使用后应考虑更换新液。2.抛光过后表面局部为什幺有灰黑色斑块存在？原因分析：可能氧化皮未彻底除乾净。局部尚存在氧化皮。解决方法：加大清除氧化皮力度，可选用“ 不鏽钢氧化皮清除液” ， “不鏽钢氧化皮清除膏”等。3.抛光后工件稜角处及尖端过腐蚀是什幺原因引起的？原因分析：稜角、尖端的部位电流过大，或电解液温度过高，抛光时间过长，导致过度溶解。解决方法：调整电流密度或溶液温度，或缩短时间。检查电极位置，在稜角处设定禁止等。4.为什幺工件抛光后不光亮并呈灰暗色？分析原因：可能电化学抛光溶液已不起作用，或作用不明显。解决方法：检查电解抛光液是否使用时间过长，质量下降，或溶液成分比例失调。5.工件抛光后表面有白色的条纹是怎幺回事？原因分析：溶液相对密度太大，液体太稠，相对密度大于1.82 。解决方法：增大溶液的搅拌程度，如果溶液相对密度太大，用水稀释至1.72 。在90~100℃条件下并加热一小时。6.为什幺抛光后表面有阴阳面，及局部无光泽的现象？原因分析：工件放置的位置没有与阴极对正，或工件互相有禁止。解决方法：将工件进行适当的调整，使工件与阴极的位置适当，使电力分布合理。7.抛光后工件表面平整光洁，但有些点或块不够光亮，或出现垂直状不亮条纹，一般是什幺原因引起的？原因分析：可能是抛光后期工件表面上产生的气泡未能及时脱离并附在表面或表面有气流线路。解决方法：提高电流密度，使析气量加大以便气泡脱附，或提高溶液的搅拌速度，增加溶液的流动。8.零件和挂具接触点无光泽并有褐色斑点，表面其余部分都光亮是什幺原因？原因分析：可能是零件与挂具的接触不良，造成电流分布不均，或零件与挂具接触点少。解决方法：擦亮挂具接触点，使导电良好，或增大零件与挂具的接触点面积。9.同一槽抛光的零件有的光亮，有的不亮，或者局部不亮。原因分析：同槽抛光工件太多，致使电流分布不均匀，或者是工件之间互相重叠，禁止。解决方法：减少同槽抛光工件的数量，或者注意工件的摆放位置。10．为什幺抛光零件凹入部位和零件与挂具接触点接触附近有银白色斑点？原因分析：可能是零件的凹入部位被零件本身或挂具禁止了。解决方法：适当改变零件位置，使凹入部位能得到电力线或缩小电极之间距离或提高电流密度。11.已严格按照工艺规範操作，为什幺抛光后零件表面有或多或少的过腐蚀现象？原因分析：是否溶液温度过高或电流密度太大，如果溶液配製没有问题，又严格操作，则可能是抛光前的处理问题。解决方法：严格执行电化学抛光前处理的操作，在酸洗过程中避免过腐蚀。不要把清洗水留在零件表面，带进抛光槽。12.“不鏽钢通用电解液”为什幺使用一段时间会出现泡沫？原因分析：工件表面未除油，一些油污浮在电解液表面，对操作带来了困难。解决方法：已经出现此情况的，建议将表面的油污捞出，未出现的建议在抛光前进行除油。13.电化学抛光液内硫酸与磷酸之间有什幺关係？原因分析：硫酸较多，抛光速度过快，对金属基体可加快腐蚀，磷酸较多，可在工件表面吸附一种黏膜，亮度下降，抛光速度变慢。当然也不排除其他因素。解决方法：调整硫酸磷酸合适比例。也可以选择“各种无铬电解添加剂”配方。14.工件抛光后表面无光泽，在浅黄色底子上有白色斑点，一般什幺原因引起的？原因分析：可能是电解抛光溶液中铬酐含量过高，甚至超过1.5% 。解决方法：铬离子属于重金属离子，对人体有致癌作用，污染环境，可选用无铬抛光液。推荐使用“不鏽钢通用电解液” 。15.电解液成本核算主要是哪些？主要是电费、电解液、整流器、电解槽、极板、铜棒、加热管等。16.不鏽钢各种材质在电解抛光时电流密度是多少？与电解成本有什幺关联？原因分析：在市场常规情况下不鏽钢各种材质在电解液的密度为：200系列不鏽钢材质电流密度在25—50安培之间， 300系列不鏽钢材质电流密度在15—30安培之间， 400系列不鏽钢材质电流密度在30—55安培之间。200系列不鏽钢材质电流密度在15—25安培之间， 300系列不鏽钢材质在10—15安培之间， 400系列不鏽钢材质在25—30之间。电流密度越大，耗电量越大。而在电解成本核算中，电费所占的比例很大。17.抛光后经擦拭乾净扔无光泽，有浅兰色阴影什幺原因？原因分析：可能是电化学抛光液配製后，未进行加热及通电处理，或溶液操作温度偏低。解决方案：120℃下加热电抛光液一小时或将电解液加热到规定温度。18.抛光后无光并且有黄色斑点是什幺原因引起的？原因分析：可能电化学溶液的相对密度偏小，已小于1.70 。解决方案：调整电抛光的相对密度或在80—100℃条件下加热浓缩以增大起相对密度。或是更换新液。19.工件抛光后，为什幺从槽中取出就出现褐色斑点？原因分析：可能是电抛光不够，或是时间较短。解决方法：首先适当延长抛光时间，如果无作用，则可能是温度或者电流密度不够的问题。20.电解时为什幺容易出现打火现象？原因：导致这一现象有三点因素：一是挂具与工件接触点不牢固，二是电解液密度太低，三是电流密度过高。解决方法：多换几种挂具与工件连线方法，儘量多增加挂具与工件的接触点。如是电解液密度太低，可更换电解液，建议选用“不鏽钢通用电解液” 。21.不鏽钢电解液操作温度对电解抛光有什幺影响？最佳温度是多少？原因：一般电解液使用温度为50—90℃之间，温度较低，抛光速度较慢，光亮度下降。温度过高，液体对工件腐蚀加快，容易引起工件过腐蚀，电解液有效成分容易分解。解决方法：温度较低应加热到规定温度，加热可使用各种加热管（如石英，钛材质加热管），长时间工作温度会上升，当温度超过90℃时应停止工作，散热可选用搅拌或冷却循环方式。最佳使用温度是50—90℃ ， “不鏽钢通用电解液”的最佳使用温度为50—80℃ 。22.不鏽钢工件表面凹凸不平，麻点呈凸状，什幺原因引起的？原因分析：表面鏽蚀较多，电解液只是微观腐蚀整平，较多的鏽蚀电解液不能完全清除，如延长抛光时间，大量铁离子沉入电解液底部，降低电解液使用寿命。解决方法：将工件表面的鏽蚀清除乾净。推荐使用“不鏽钢活化液” ， “除锈水” ， “氧化皮清除液”等产品进行清洗除锈。23.影响电化学抛光的主要因素有哪些？温度，时间，工件材质，电解质，电压，电流，工件摆放位置。24.在做不鏽钢电解抛光时，表面吸附一层浅红色物质，再次放入电解液会有短时间的反应，什幺原因？原因分析：用铜挂具，铜离子进入电解液吸附到阳极表面，影响抛光质量，再次放入会有短时间反应是因为电解液将工件表面的铜离子溶解了。解决方法：选用钛挂具，在夹具裸露处用聚氯乙烯树脂烘烤成膜，在接触点颳去绝缘膜，漏出金属以利于导电。25.阴阳极的最佳面积比是多少？阳极比阴极为1：2—3.5之间。26.两极最佳极距是多少？阴极距阳极最佳距离为10—30厘米。27.不鏽钢通用电解抛光液在老化后怎样维护？不鏽钢通用电解液老化后可以添加硫酸（密度为1.84），添加量为槽液重量的6% ，或是参考386A·H/L.28.初次进行电解抛光，不仅没有抛出亮度，而且工件表面全部变成黑色或灰色，是什幺原因引起的？原因分析：发生这种现象一般是两极接反了，接反后铅板成正极溶解，工件成阴极吸附，工件溶解在溶液中的铁镍铬离子吸附在工件表面，形成了一层结合力不好的膜层。解决方法：将正负极重新连线，阳极接正极，阴极接负极。优点电解抛光优点：⑴内外色泽一致，光泽持久，机械抛光无法抛到的凹处也可整平。⑵生产效率高，成本低廉。⑶增加工件表面抗腐蚀性。条件设备.电化学抛光所需条件及设备（1）电源：电源可选用双相220V ，三相380V 。（2）整流器电解抛光对电源波形要求不是太严格，可选用可控硅整流器好高频整流器。整流器空载电压：0—20v负载电压（工作电压）：8—10v工作电压低于6v ，抛光速度慢，光亮度不足。整流器电流：根据客户工件大小而定。（3）电解槽及配套设施（阳极棒）可选用聚氯乙烯硬板材焊接而成。在槽上装三根电极棒，中间为可移动的阳极棒，接电源阳极（或正极），两侧为阴极棒，连线电源阴极（负极）。（4）加热设施及冷却设备①加热可选用石英加热管，钛加热管。②冷却可选用盘管，盘管可加热可冷却。（5）夹具最好选用钛做挂具，因为钛较耐腐蚀，寿命长，钛离子对槽液无影响。建议最好不要用铜挂具，因为铜离子进入会在不鏽钢表面沉积一层结合力不好的铜层，影响抛光质量。铜裸露部位可用聚氯乙烯胶烘烤成膜，在接触点颳去绝缘膜。（6）阴阳极材料阴阳极棒套用铜棒或铜管，铜管长是电解槽长加20厘米，阴极板套用铅板，铅板固定在阴极棒上，铅板长为槽高加10厘米，铅板宽根据槽长而定，一般为10厘米， 20厘米规格。不鏽钢工件又分为200系列， 300系列， 400系列材质，各系列材质有必须用针对性电解抛光液。比如不鏽钢200系列材质的不鏽钢，必须用200系列的配方，此种配方无法适应300系列或400系列的不鏽钢材质。这一直是国内一大难题，因为有些厂家的材质是组合工件，既有200系列不鏽钢材质，又有300或400系列不鏽钢材质。在2007年12月，威海云清化工开发院王铃树高级工程师研製出一种不鏽钢通用电解液。这种电解液适合所有不鏽钢材质。他结合了原有电解液所有优点，比重为电解液最佳比重，为1.70 ，光亮度为镜面亮度。同时还研发出新的优点，此电解液提高了原有的亮度，降低了一半的电流密度。在生产操作中，可节省50%的电费。使用寿命提高了40% ，这种电解液一直在国内处于领先技术。工件放入特定溶液中进行阳极电解，使金属表面平滑并产生金属光泽的过程称为电抛光。电抛光时，工件接阳极。通电时工件表面会产生电阻率高的稠性黏膜，其厚度在工件表面不均匀。表面微观凸出部分较薄，电流密度较大，金属溶解较快；表面微观下凹处较厚，电流密度较小，金属溶解较慢。由于稠性黏膜和电流密度分布的不均匀性，微观凸起部分尺寸减少较快，微观下凹处尺寸减少较慢，使工件表面粗糙度降低，从而达到抛光的目的。