电抛光 _生活百科

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电抛光【电抛光】以金属工件为阳极，在适宜的电解液中进行电解，有选择地除去其粗糙面，提高表面光洁程度的技术，又称电解抛光。电抛光可增加不鏽钢的耐腐蚀性，减少电气接触点的电阻，製备金相磨片，提高照明灯具的反光性能，提高各种量具的精度，美化金属日用品和工艺品等，适用于钢铁、铝、铜、镍及各种合金的抛光。
基本介绍中文名：电抛光
外文名：Electropolishing
性质：加工方法
别称：电解抛光
适用：合金抛光
作用：不鏽钢的耐腐蚀性
概念电抛光亦称电解抛光、电化学抛光或阳极抛光。借电解作用将金属制件进行阳极处理，以提高其表面光洁度的一种方法。20世纪30年代产生的一种金属表面精加工的新方法，也是金属製件镀前预处理及镀后精加工的一种工艺。电抛光时将製件作阳极，铅板作阴极，共置于电解液中，通直流电，在特定工艺条件下製件表面的毛刺和凸起部分电流密度较大，相应的溶解速度也大。这种不均匀性的溶解，使凸起部分溶解得快，因而起到了平整抛光的作用。但过于粗糙的表面，不宜直接进行电抛光。为使製件表面达到高光洁度，选择适当的电解液十分重要。由于电抛光理论尚不成熟，选择电解液的方法在很大程度上依靠经验。用得较多的是电阻较低的电解液，如磷酸、硫酸或两者混合比不同的混合电解液。在这类电解液中如加入适量铬酐(CrO3)可防止被抛光金属的腐蚀，并能增加抛光面的光洁度。还可在电解液中加一些甘油、甲基纤维素等缓蚀剂。电抛光时选择最佳的工艺条件也非常重要，如控制适当的电流密度、适宜的温度范围、合理的抛光时间以及採用往复式或上下式移动阳极以搅拌电解液等。在不鏽钢、铝及其合金、有色金属以及黑色金属的精加工工业生产中，电抛光已成为不可缺少的表面加工法之一。例如金属製品和镀层表面的精修装饰加工，使製品表面的光洁度达到很高的等级，尤其对事先进行过机械抛光的零件可以达到镜面般光泽，这对照明用具等反光器材的生产是必不可少的。切削工具採用电抛光可消除其表面的变形层，增加刀具工作面的光洁度，改善切削工具的工作条件，延长使用寿命，避免机械磨光和抛光后可能造成刀具表面金相组织变形，硬度降低，甚至出现裂纹的弊病。千分尺、游标尺、柱状量规等计量工具经电抛光处理后，可满足计量工具所需要的极高光洁度和準确度的要求。在医疗器械工业中，电抛光是不鏽钢缝合针、外科手术器的磨刃的理想加工方法。对一些特製设备，用电抛光可制得拉拔方法难以得到的直径为几微米的表面光洁度高的钍、铌、铀丝，且经长时间放置其金属光泽也不会变暗。电抛光在金相磨片的製备方面也得到广泛套用。生产实践证明，零件原始光洁度低时，电抛光后一般能提高光洁度1～2 级;原始光洁度高时，可提高光洁度2～3级。但电抛光技术尚存在一些不足，如迄今还未找到可经久使用、价格便宜并能抛光多种金属的通用电解液，现有的一些电解液成本高、使用周期短，而且再生困难。因此，目前它的套用範围受到一定的限制。作用电抛光为金属表面精加工的一种方法。它是以悬挂在电解槽中的金属製品为阳极，于特定条件下电解，通过阳极金属的溶解，以消除製品表面的细微不平，使之具有镜面般光泽外观的过程。常用这种方法提高铝及其合金、碳钢、不鏽钢以及其他有色金属表面的光洁度，来满足某些部件工作条件中的需要（例如需要降低表面的摩擦係数、要求精密的公差配合等）和改善金属製品的装饰性外观。电抛光还可以除去金属表面上的某些机械损伤。与机械抛光相比，电抛光加工后的表面无应力产生。但是，过于粗糙的表面，不宜于直接进行电抛光。条件电解时，一般说来，电解中的金属阳极溶解往往使金属表面变得更加粗糙。儘管有时表面能变得比较平整，但也难以使其表面达到光泽。因此，电抛光需要在一定成分的电解液中和特定的工艺条件（电流密度、温度、抛光时间、对电解液的搅拌条件等）下进行。而且对不同金属材料的电抛光，所要求的电解液成分与工艺条件也明显不同。理论电抛光时,电流在作为阳极的金属製品表面流过,将会在表面上形成氧化膜、盐膜或氧的吸附层等，使阳极的金属溶解速率急剧下降，即处于钝化状态。但这种钝化膜层又有可能在电解液中溶解，而使阳极重新活化。在某一电流密度下，金属钝化与金属溶解在交替地进行着。金属表面上凸起部分钝化的稳定性低于凹陷部分，溶解速率较高。于是凹陷部分受到保护，而凸起部分优先溶解，遂对金属製品表面起到了整平与出光的作用。不过电抛光理论仍然是不够成熟的。电抛光用的阴极只起传递电流的作用。对阴极材料的主要要求是它们在电解液中的化学稳定性好，使用寿命长和导电能力强。常用铅、铜、不鏽钢等作阴极。电解液电抛光的电解液通常都是以磷酸为主要成分，同时也需要加入一定的氧化剂(如硫酸、铬酸酐等) 。在不通电的情况下，电解液应当对被抛光的金属没有明显的腐蚀作用。并要求电解液对阳极溶解产物的溶解度大，且容易被清除。此外要求电解液的稳定性好、价廉和毒性低。根据需要也可向电解液中添加少量有机物（如甘油、甲基纤维素等）作为缓蚀剂。使用高氯酸－乙酸电解液进行电抛光，可获得高光洁度的表面。但这种电解液不太稳定，且有爆炸危险，使用不便。这种电解液主要用于製备金相磨片。电抛光的持续时间对抛光质量影响很大。开始的一段时间内，整平速度较大,随后则逐渐减缓,甚至会损害表面已出现的光洁度。随着电流密度与温度的提高，电抛光的时间应当缩短。为了获得光洁度较高的表面，常可採用反覆几次抛光的办法，而每次抛光的时间则不要太长。铝及其合金的电抛光,早先多是採用磷酸-硫酸溶液，纯度高，抛光的效果也就越好。作为钢的电抛光的电解液虽有很多种，但真正用于生产的并不多。为了延长电解液的使用期限和节约磷酸，在电抛光碳钢时，可以先在磷酸-硫酸-铬酸酐溶液中进行初抛,然后再用磷酸-铬酸酐电解液精抛。如果使用大电流间断地冲击，最后可使表面光洁度达到11 。镍、铜等的电抛光也可在类似的溶液中进行。当前电抛光套用得还不太广泛的原因是它的成本比较高。需要通过实验进一步寻求新型的、廉价的和能对多种金属进行电抛光的通用电解液，并且要继续探讨延长电解液使用寿命和使废电解液再生的有效措施。过程通电后，在被抛光金属表面上形成一层极化膜，使金属离子通过这层薄旗扩散。表面上的显微及巨观的凸点或粗糙处的高点及毛刺区的电流密度比表面其余部分大，并以较快的速度溶解，从而达到整平和去毛刺的目的。通过延长抛光时间、提高抛光温度和电流密度可得到光亮的表面。电抛光后的表面光洁度主要由抛光前的表面质量和光洁度决定。缎状表面抛光成光亮表面是由时间、温度、电流密度所控制。这三种因素的组合，会产生低反射或缎状表面。採用延长时间、提高温度或增加电流密度可获得光亮表面。阴极释放氢，阳极释入氧，对解释表面钝化及在一定程度上改善耐腐蚀性不够全面。与电镀不同，电抛光不存在氢脆。为获得良好的抛光效果，电流密度和电压是紧密相关的。通常,电压升高电流密度随之增大，但这一现象只会继续到一个临界点。一旦达到这一点，电流密度将急速下降，电压仍相应增高，超过这一点，电压和电流密度又稳步增长。电抛光只有在电流密度比临界点高时才会发生，低于这一点则出现腐蚀。通常电抛光使用直流电，在5.5一55.SA/dm2产生。电地光对金属的溶解极少，从奥抛光后的表面猜饰情况及抛光后的表面精饰处理来看，抛光厚度通常在2.5~65μm之间。深划痕、冲压记号及金属中的非金属夹杂物往往比电抛光失去的厚度深，杂乱的颗粒线和深深的划痕(由粗研磨所致)，在其后的精加工中不能被去除。而电抛光可将它们去除，这些线和刻痕最初是肉眼看不见的。电抛光是一项较快的操作，通常在2~12分钟内完成。但如果从粗糙表面开始或必须去除较大量的金属(如控制尺寸或去毛刺)，则将会需要更长的时间。採用电抛光获得的表面亮度(阳极光泽)不同于研磨或机械抛光获得的亮度。它无刻痕、不变形、无方向性且显露出金属的本色。由于表面几何形状是三维的，表面光滑度也有所不同，用普通的触针型仪器测定是困难的且不準确。与一般的想法不同，表面光亮度不是表示光滑度。在适当的电抛光条件下，表面粗糙度(按微米测量)通常从66%下降到33%，但当微米值低于电抛光前时，改善的百分率也会相应下降。有时，由于不良冶金状态或表面状态，微米值不会下降，甚至有时会有所提高。这些冶金状态和表面状态在很大程度上决定理想的电抛光效果。产生不好效果最主要的原因是：晶粒尺寸结构不均、非金属夹杂物、定向轧辊痕迹、盐类或氧化物污染、酸洗过度以及淬火过度。为获得真正的反射性精饰表面所作的电抛光，微粒沉积物则是致关重要的。