一、電化學拋(pao)光銑切原理
1. 黏膜(mo)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(hua)作用
黏膜也會(hui)阻礙陽(yang)極的溶解，使(shi)陽(yang)極的極化(hua)作用增(zeng)大(da)，在表面上(shang)會(hui)生成一層氧化(hua)膜，具有一定(ding)的穩定(ding)性，使(shi)表面不受化(hua)學(xue)作用，處于輕微鈍化(hua)狀態(tai)，表面便獲(huo)得光澤(ze)。
二、不銹(xiu)鋼電化學拋光銑切工(gong)藝
溶液成分及工藝條件：
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
溫度(du)／℃ （50~100)(最佳70~80)
陰陽極面積之(zhi)比(bi) （1~1.5 ): 1
陽(yang)極(ji)電流(liu)密度（DA)/(A/d㎡) （10~55)(最佳20~50)
各組分及工藝條件(jian)的(de)影響如下：
1. 磷酸(suan)含量(liang)的影響
在硫酸(suan)15%,鉻(ge)酐15%,水余量，極距15mm,陽極電流密度25A/d㎡,時間10min,溫度50~100℃,不同磷酸(suan)含(han)量的(de)影響(xiang)見表10-3。
在(zai)實驗過程(cheng)中，隨著磷(lin)酸(suan)含量的增加，電壓有(you)升高的趨勢(shi)。從表(biao)10-3可(ke)見，磷(lin)酸(suan)含量在(zai)40%~90%范圍內均可(ke)。選取60%~70%為宜。
2. 硫酸含量的影響
在磷酸65%,鉻(ge)酐12%,水(shui)余量，極(ji)距15mm,陽極(ji)電流密(mi)度25A/d㎡,時(shi)間9min,溫度50~100℃,不(bu)同硫(liu)酸含量的影響見表10-4.
實(shi)驗過程中，隨著硫酸(suan)的(de)增加，電(dian)壓有下降的(de)趨(qu)勢。硫酸(suan)超(chao)過15%以(yi)后(hou)，在液面產生大(da)量的(de)氣泡。由表(biao)10-4可見(jian)，硫酸(suan)含(han)量在8%~15%之間(jian)均可，選取硫酸(suan)12%為宜。
3. 鉻(ge)酐含量的影(ying)響
在磷(lin)酸(suan)(suan)65%,硫酸(suan)(suan)15%,水(shui)余量(liang)(liang)，極(ji)距15mm,陽(yang)極(ji)電流密(mi)度(du)20A/d㎡,時間(jian)8min,溫(wen)度(du)50~100℃,不(bu)同鉻酐(gan)含量(liang)(liang)的影響見表10-5。
隨著鉻(ge)酐含量的增加，電壓(ya)有下降的趨勢。從(cong)表10-5可(ke)見，鉻(ge)酐含量在5%~15%之間均(jun)可(ke)，選取(qu)鉻(ge)酐含量12%為(wei)宜。
4. 電(dian)流密度大(da)小的(de)影響
①. 電位－電流(liu)密度(du)的斷(duan)續測(ce)定，每次更換試(shi)片(pian)，試(shi)片(pian)被拋(pao)光面積均為1d㎡.在(zai)磷酸65%,硫酸12%,鉻酐(gan)12%,水(shui)余量(liang)的溶(rong)液(ye)中進(jin)行，極(ji)距15mm,起始溫度(du)50℃,結果見表10-6。
②. 電位－電流(liu)密(mi)度連續測定，不更換試(shi)片，一直測下去，其(qi)結果見表10-7。測定時的(de)其(qi)他(ta)條(tiao)件均與斷續測定相(xiang)同(tong)。
根據表(biao)10-6和表(biao)10-7的(de)結果，給出(chu)電(dian)位與電(dian)流的(de)密度曲線見圖10-10。
由(you)圖10-10可(ke)見(jian)，陽(yang)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)上(shang)(shang)升到3V,此時電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)(mi)度緩慢(man)上(shang)(shang)升至4A/d㎡,試片(pian)表面不(bu)光(guang)亮，說明此區域不(bu)起電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)(xue)拋光(guang)作用。電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)從3V升到4V,電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)(mi)度升至10A/d㎡,試片(pian)表面光(guang)亮程度仍(reng)不(bu)太(tai)理想，可(ke)能是由(you)于離(li)子擴(kuo)散(san)速率還稍(shao)大于金屬(shu)(shu)溶(rong)解速率，金屬(shu)(shu)表面的黏性膜仍(reng)未生成，電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)(xue)拋光(guang)作用仍(reng)不(bu)起作用。電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)超過4V后，電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)(mi)度呈(cheng)直線上(shang)(shang)升。此時，陰陽(yang)極(ji)上(shang)(shang)均(jun)有(you)(you)氣泡析出。試片(pian)表面的光(guang)亮程度優(you)良，銑(xian)切均(jun)勻，有(you)(you)去毛刺作用。陽(yang)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)與(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)(mi)度如繼續(xu)提高，電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)(xue)反應甚為激烈，溶(rong)液沸騰(teng)，氣體大量(liang)逸(yi)出，溶(rong)液處于不(bu)穩(wen)定(ding)狀態。綜上(shang)(shang)所述(shu)，電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)(mi)度在10~55A/d㎡2均(jun)可(ke)取得滿意的結果。故電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)(mi)度取20~50A/d㎡2為宜。
5. 陰陽極間距離(li)
陰陽(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)間距(ju)離的大(da)小(xiao)將直(zhi)接影響電(dian)(dian)(dian)能(neng)的利用率。極(ji)(ji)(ji)(ji)距(ju)過大(da)，大(da)量電(dian)(dian)(dian)能(neng)將消耗于電(dian)(dian)(dian)拋(pao)液的歐姆電(dian)(dian)(dian)阻(zu)，產(chan)生的熱(re)能(neng)使電(dian)(dian)(dian)拋(pao)液溫度(du)升高，極(ji)(ji)(ji)(ji)距(ju)過小(xiao)，容易(yi)造(zao)成阻(zu)塞(sai)或短路。表10-8為在其他條件相同時，電(dian)(dian)(dian)流密度(du)30A/d㎡,不同極(ji)(ji)(ji)(ji)距(ju)所需(xu)要的電(dian)(dian)(dian)壓值(zhi)。
由表(biao)10-8可(ke)見，極(ji)距宜小，以不(bu)影(ying)響(xiang)電拋液的流動和短路為(wei)原則。
6. 溫度(du)的影響
①. 溫度低。 電流效率低，拋光不(bu)亮或緩慢。呈灰白色，無銑切(qie)能力和去毛刺作用(yong)。
②. 溫(wen)度(du)高至(zhi)60℃，溶(rong)液擴散(san)作用強，陽(yang)極溶(rong)解加快，電拋光性能好，毛刺除去不倒手(shou)。
③. 溫度太高至100℃，溶液沸騰，大量氣體逸出，表面拋光優良(liang)，去(qu)毛刺不倒手，但惡(e)化操作環境。
不同(tong)溫度對拋光和去毛(mao)刺(ci)的(de)效果見表10-9.
溫度可選在(zai)70~80℃為宜。
工藝配方(fang)中各組分的作用如(ru)下：
①. 磷(lin)酸的作用
磷(lin)酸是電(dian)(dian)(dian)拋(pao)光、銑(xian)切、去毛刺溶液的(de)主要成分。屬(shu)于中等強度(du)(du)(du)的(de)無機酸，是促(cu)進稠(chou)性(xing)黏(nian)膜的(de)必(bi)不(bu)(bu)可少(shao)(shao)的(de)組(zu)分，其主要作用是增進拋(pao)光效(xiao)果，因此，在拋(pao)光液中的(de)含(han)量比(bi)較高。若磷(lin)酸含(han)量低，使溶液相對密度(du)(du)(du)減少(shao)(shao)，黏(nian)度(du)(du)(du)減小(xiao)，使離子(zi)擴散速率加大(da)，對金屬(shu)的(de)溶解加快(kuai)，不(bu)(bu)能達(da)到(dao)整平和(he)拋(pao)光的(de)目的(de)。但磷(lin)酸濃度(du)(du)(du)也不(bu)(bu)宜過高，否則電(dian)(dian)(dian)阻(zu)增大(da)，電(dian)(dian)(dian)流(liu)升不(bu)(bu)上，使反(fan)應緩慢(man)。
②. 硫(liu)酸的(de)作(zuo)用
硫酸能提高(gao)(gao)(gao)溶(rong)液(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)導電率(lv)，改善分(fen)散能力(li)，提高(gao)(gao)(gao)陽極電流(liu)效率(lv)，加速銑切(qie)和(he)去(qu)毛(mao)刺作用。硫酸含量(liang)控制在15%以下。硫酸含量(liang)過高(gao)(gao)(gao)時，液(ye)(ye)面(mian)易(yi)產生大量(liang)的(de)(de)(de)(de)氣泡，惡(e)化(hua)操作條件，此(ci)外，使電拋液(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)化(hua)學溶(rong)解(jie)能力(li)強，不(bu)易(yi)得到光亮(liang)的(de)(de)(de)(de)表面(mian)，且使溶(rong)液(ye)(ye)中的(de)(de)(de)(de)六價鉻還原成三價鉻的(de)(de)(de)(de)速度加快，易(yi)使電解(jie)液(ye)(ye)老化(hua)。
③. 鉻酐的作用
鉻(ge)酐能使(shi)不(bu)銹鋼表(biao)(biao)(biao)面形成氧化(hua)(hua)薄層，局部鈍(dun)化(hua)(hua)，保(bao)持其不(bu)受化(hua)(hua)學(xue)腐蝕，以(yi)獲(huo)得(de)光(guang)亮表(biao)(biao)(biao)面，有利于尖端毛(mao)刺電(dian)化(hua)(hua)學(xue)溶解(jie)速率(lv)的加(jia)快(kuai)。鉻(ge)酐濃度太(tai)低(di)，不(bu)易獲(huo)得(de)光(guang)亮表(biao)(biao)(biao)面。濃度太(tai)高時在大電(dian)流(liu)下，易產(chan)生沉淀析出(chu)，降低(di)電(dian)流(liu)效(xiao)率(lv)，使(shi)拋光(guang)表(biao)(biao)(biao)面產(chan)生麻點等過腐蝕。三價(jia)鉻(ge)超過15g/L時，拋出(chu)來的表(biao)(biao)(biao)面呈烏光(guang)色。
三(san)、電化學拋光(guang)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(ye)的老化
由于不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)鐵、鉻、鎳等(deng)金(jin)屬元素在電化學過程(cheng)中(zhong)(zhong)被溶人電拋光溶液(ye)中(zhong)(zhong)，這(zhe)些雜質一旦(dan)積(ji)累到一定程(cheng)度(du)，使(shi)溶液(ye)黏稠(chou)，電阻增大，使(shi)不(bu)(bu)銹鋼(gang)表(biao)面拋不(bu)(bu)光亮。雜質中(zhong)(zhong)三價(jia)鉻起了主要的(de)作用。三價(jia)鉻的(de)來源有：
①. 不銹(xiu)鋼的鉻元素溶解成三價鉻；
②. 溶液中六價鉻(ge)(ge)(ge)（鉻(ge)(ge)(ge)酐(gan)所含的鉻(ge)(ge)(ge)）還原成(cheng)三價鉻(ge)(ge)(ge)。
陰極(ji)面(mian)積(ji)(ji)過(guo)大(da)(da)(da)，使(shi)六(liu)(liu)價(jia)鉻(ge)(ge)接受電(dian)子還原成(cheng)三(san)(san)價(jia)鉻(ge)(ge)的(de)(de)速(su)度加快。相反，陰極(ji)面(mian)積(ji)(ji)減小，陽(yang)極(ji)面(mian)積(ji)(ji)增大(da)(da)(da)，電(dian)流開大(da)(da)(da)，陽(yang)極(ji)上產生的(de)(de)氧(yang)原子會(hui)使(shi)三(san)(san)價(jia)鉻(ge)(ge)氧(yang)化為六(liu)(liu)價(jia)鉻(ge)(ge)。如果(guo)溶液中(zhong)三(san)(san)價(jia)鉻(ge)(ge)含量(liang)(liang)太高時(shi)，可增加陽(yang)極(ji)面(mian)積(ji)(ji)，使(shi)陰極(ji)面(mian)積(ji)(ji)：陽(yang)極(ji)面(mian)積(ji)(ji)＝1:5時(shi)，大(da)(da)(da)電(dian)流電(dian)解處理，可使(shi)三(san)(san)價(jia)鉻(ge)(ge)含量(liang)(liang)降低，六(liu)(liu)價(jia)鉻(ge)(ge)含量(liang)(liang)升高。在(zai)平常的(de)(de)電(dian)拋光過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)，陰陽(yang)極(ji)面(mian)積(ji)(ji)保(bao)持在(zai)（1~1.5):1,使(shi)溶液中(zhong)的(de)(de)三(san)(san)價(jia)鉻(ge)(ge)不會(hui)很快積(ji)(ji)累(lei)，延緩溶液的(de)(de)老化過(guo)程(cheng)(cheng)的(de)(de)時(shi)間。
