電解拋光原理概述

工件作為陽極接直流電源的正極。用鉛﹑不銹鋼等耐電解液腐蝕的導(dǎo)電材料作為陰極﹐接直流電源的負(fù)極。兩者相距一定距離浸入電解液(一般以硫酸﹑磷酸為基本成分)中﹐在一定溫度﹑電壓和電流密度(一般低于1安/厘米2 )下﹐通電一定時間(一般為幾十秒到幾分)﹐工件表面上的微小凸起部分便首先溶解﹐而逐漸變成平滑光亮的表面。

電解拋光的特點(diǎn)是﹕①拋光的表面不會產(chǎn)生變質(zhì)層﹐無附加應(yīng)力﹐并可去除或減小原有的應(yīng)力層﹔②對難于用機(jī)械拋光的硬質(zhì)材料﹑軟質(zhì)材料以及薄壁﹑形狀復(fù)雜﹑細(xì)小的零件和制品都能加工﹔③拋光時間短﹐而且可以多件同時拋光﹐生產(chǎn)效率高﹔④電解拋光所能達(dá)到的表面粗糙度與原始表面粗糙度有關(guān)﹐一般可提高兩級。但由于電解液的通用性差﹐使用壽命短和強(qiáng)腐蝕性等缺點(diǎn)﹐電解拋光的應(yīng)用范圍受到限制。電解拋光主要用于表面粗糙度小的金屬制品和零件﹐如反射鏡﹑不銹鋼餐具﹑裝飾品﹑注射針﹑彈簧﹑葉片和不銹鋼管等﹐還可用于某些模具(如膠木模和玻璃模等)和金相磨片的拋光。

除油--水洗--除銹--水洗--電解拋光--水洗--中和--水洗--鈍化--包裝

1.電拋光后，表面為什么會發(fā)現(xiàn)似未拋光的斑點(diǎn)或小塊？原因分析：拋光前除油不徹底，表面尚附有油跡。解決方法：1：10兌水使用，60－90℃條件下浸泡5－20分鐘。如長時間使用后應(yīng)考慮更換新液。

2.拋光過后表面局部為什么有灰黑色斑塊存在？原因分析：可能氧化皮未徹底除干凈。局部尚存在氧化皮。解決方法：加大清除氧化皮力度，可選用“ 不銹鋼氧化皮清除液”，“不銹鋼氧化皮清除膏”等。

3.拋光后工件棱角處及尖端過腐蝕是什么原因引起的？原因分析：棱角、尖端的部位電流過大，或電解液溫度過高，拋光時間過長，導(dǎo)致過度溶解。解決方法：調(diào)整電流密度或溶液溫度，或縮短時間。檢查電極位置，在棱角處設(shè)置屏蔽等。

4.為什么工件拋光后不光亮并呈灰暗色？分析原因：可能電化學(xué)拋光溶液已不起作用，或作用不明顯。解決方法：檢查電解拋光液是否使用時間過長，質(zhì)量下降，或溶液成分比例失調(diào)。

5.工件拋光后表面有白色的條紋是怎么回事？原因分析：溶液相對密度太大，液體太稠，相對密度大于1.82。解決方法：增大溶液的攪拌程度，如果溶液相對密度太大，用水稀釋至1.72。在90~100℃條件下并加熱一小時。

6.為什么拋光后表面有陰陽面，及局部無光澤的現(xiàn)象？原因分析：工件放置的位置沒有與陰極對正，或工件互相有屏蔽。解決方法：將工件進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使工件與陰極的位置適當(dāng)，使電力分布合理。

7.拋光后工件表面平整光潔，但有些點(diǎn)或塊不夠光亮，或出現(xiàn)垂直狀不亮條紋，一般是什么原因引起的？原因分析：可能是拋光后期工件表面上產(chǎn)生的氣泡未能及時脫離并附在表面或表面有氣流線路。解決方法：提高電流密度，使析氣量加大以便氣泡脫附，或提高溶液的攪拌速度，增加溶液的流動。

8.零件和掛具接觸點(diǎn)無光澤并有褐色斑點(diǎn)，表面其余部分都光亮是什么原因？原因分析：可能是零件與掛具的接觸不良，造成電流分布不均，或零件與掛具接觸點(diǎn)少。解決方法：擦亮掛具接觸點(diǎn)，使導(dǎo)電良好，或增大零件與掛具的接觸點(diǎn)面積。

9.同一槽拋光的零件有的光亮，有的不亮，或者局部不亮。原因分析：同槽拋光工件太多，致使電流分布不均勻，或者是工件之間互相重疊，屏蔽。解決方法：減少同槽拋光工件的數(shù)量，或者注意工件的擺放位置。

10．為什么拋光零件凹入部位和零件與掛具接觸點(diǎn)接觸附近有銀白色斑點(diǎn)？原因分析：可能是零件的凹入部位被零件本身或掛具屏蔽了。解決方法：適當(dāng)改變零件位置，使凹入部位能得到電力線或縮小電極之間距離或提高電流密度。

11.已嚴(yán)格按照工藝規(guī)范操作，為什么拋光后零件表面有或多或少的過腐蝕現(xiàn)象？原因分析：是否溶液溫度過高或電流密度太大，如果溶液配制沒有問題，又嚴(yán)格操作，則可能是拋光前的處理問題。解決方法：嚴(yán)格執(zhí)行電化學(xué)拋光前處理的操作，在酸洗過程中避免過腐蝕。不要把清洗水留在零件表面，帶進(jìn)拋光槽。

12.“不銹鋼通用電解液”為什么使用一段時間會出現(xiàn)泡沫？原因分析：工件表面未除油，一些油污浮在電解液表面，對操作帶來了困難。解決方法：已經(jīng)出現(xiàn)此情況的，建議將表面的油污撈出，未出現(xiàn)的建議在拋光前進(jìn)行除油。

13.電化學(xué)拋光液內(nèi)硫酸與磷酸之間有什么關(guān)系？原因分析：硫酸較多，拋光速度過快，對金屬基體可加快腐蝕，磷酸較多，可在工件表面吸附一種黏膜，亮度下降，拋光速度變慢。當(dāng)然也不排除其他因素。解決方法：調(diào)整硫酸磷酸合適比例。也可以選擇“各種無鉻電解添加劑”配方。

14.工件拋光后表面無光澤，在淺黃色底子上有白色斑點(diǎn)，一般什么原因引起的？原因分析：可能是電解拋光溶液中鉻酐含量過高，甚至超過1.5%。解決方法：鉻離子屬于重金屬離子，對人體有致癌作用，污染環(huán)境，可選用無鉻拋光液。推薦使用“不銹鋼通用電解液”。

15.電解液成本核算主要是哪些？主要是電費(fèi)、電解液、整流器、電解槽、極板、銅棒、加熱管等。

16.不銹鋼各種材質(zhì)在電解拋光時電流密度是多少？與電解成本有什么關(guān)聯(lián)？

原因分析：在市場常規(guī)情況下不銹鋼各種材質(zhì)在電解液的密度為：200系列不銹鋼材質(zhì)電流密度在25—50安培之間，300系列不銹鋼材質(zhì)電流密度在15—30安培之間，400系列不銹鋼材質(zhì)電流密度在30—55安培之間。200系列不銹鋼材質(zhì)電流密度在15—25安培之間，300系列不銹鋼材質(zhì)在10—15安培之間，400系列不銹鋼材質(zhì)在25—30之間。電流密度越大，耗電量越大。而在電解成本核算中，電費(fèi)所占的比例很大。

17.拋光后經(jīng)擦拭干凈扔無光澤，有淺蘭色陰影什么原因？

原因分析：可能是電化學(xué)拋光液配制后，未進(jìn)行加熱及通電處理，或溶液操作溫度偏低。解決方案：120℃下加熱電拋光液一小時或?qū)㈦娊庖杭訜岬揭?guī)定溫度。

18.拋光后無光并且有黃色斑點(diǎn)是什么原因引起的？原因分析：可能電化學(xué)溶液的相對密度偏小，已小于1.70。解決方案：調(diào)整電拋光的相對密度或在80—100℃條件下加熱濃縮以增大起相對密度。或是更換新液。

19.工件拋光后，為什么從槽中取出就出現(xiàn)褐色斑點(diǎn)？原因分析：可能是電拋光不夠，或是時間較短。解決方法：首先適當(dāng)延長拋光時間，如果無作用，則可能是溫度或者電流密度不夠的問題。

20.電解時為什么容易出現(xiàn)打火現(xiàn)象？

原因：導(dǎo)致這一現(xiàn)象有三點(diǎn)因素：一是掛具與工件接觸點(diǎn)不牢固，二是電解液密度太低，三是電流密度過高。解決方法：多換幾種掛具與工件連接方法，盡量多增加掛具與工件的接觸點(diǎn)。如是電解液密度太低，可更換電解液，建議選用“不銹鋼通用電解液”。

21.不銹鋼電解液操作溫度對電解拋光有什么影響？最佳溫度是多少？原因：一般電解液使用溫度為50—90℃之間，溫度較低，拋光速度較慢，光亮度下降。溫度過高，液體對工件腐蝕加快，容易引起工件過腐蝕，電解液有效成分容易分解。解決方法：溫度較低應(yīng)加熱到規(guī)定溫度，加熱可使用各種加熱管（如石英，鈦材質(zhì)加熱管），長時間工作溫度會上升，當(dāng)溫度超過90℃時應(yīng)停止工作，散熱可選用攪拌或冷卻循環(huán)方式。最佳使用溫度是50—90℃，“不銹鋼通用電解液”的最佳使用溫度為50—80℃。

22.不銹鋼工件表面凹凸不平，麻點(diǎn)呈凸?fàn)睿裁丛蛞鸬?？原因分析：表面銹蝕較多，電解液只是微觀腐蝕整平，較多的銹蝕電解液不能完全清除，如延長拋光時間，大量鐵離子沉入電解液底部，降低電解液使用壽命。解決方法：將工件表面的銹蝕清除干凈。推薦使用“不銹鋼活化液”，“除銹水”，“氧化皮清除液”等產(chǎn)品進(jìn)行清洗除銹。

23.影響電化學(xué)拋光的主要因素有哪些？溫度，時間，工件材質(zhì)，電解質(zhì)，電壓，電流，工件擺放位置。

24.在做不銹鋼電解拋光時，表面吸附一層淺紅色物質(zhì)，再次放入電解液會有短時間的反應(yīng)，什么原因？原因分析：用銅掛具，銅離子進(jìn)入電解液吸附到陽極表面，影響拋光質(zhì)量，再次放入會有短時間反應(yīng)是因?yàn)殡娊庖簩⒐ぜ砻娴你~離子溶解了。解決方法：選用鈦掛具，在夾具裸露處用聚氯乙烯樹脂烘烤成膜，在接觸點(diǎn)刮去絕緣膜，漏出金屬以利于導(dǎo)電。

25.陰陽極的最佳面積比是多少？陽極比陰極為1：2—3.5之間。26.兩極最佳極距是多少？陰極距陽極最佳距離為10—30厘米。27.不銹鋼通用電解拋光液在老化后怎樣維護(hù)？不銹鋼通用電解液老化后可以添加硫酸（密度為1.84），添加量為槽液重量的6%，或是參考386A·H/L.28.初次進(jìn)行電解拋光，不僅沒有拋出亮度，而且工件表面全部變成黑色或灰色，是什么原因引起的？原因分析：發(fā)生這種現(xiàn)象一般是兩極接反了，接反后鉛板成正極溶解，工件成陰極吸附，工件溶解在溶液中的鐵鎳鉻離子吸附在工件表面，形成了一層結(jié)合力不好的膜層。解決方法：將正負(fù)極重新連接，陽極接正極，陰極接負(fù)極。

電解拋光優(yōu)點(diǎn)：

⑴內(nèi)外色澤一致，光澤持久，機(jī)械拋光無法拋到的凹處也可整平。

⑵生產(chǎn)效率高，成本低廉。

⑶增加工件表面抗腐蝕性。

.電化學(xué)拋光所需條件及設(shè)備

（1）電源：

電源可選用雙相220V，三相380V。

（2）整流器

電解拋光對電源波形要求不是太嚴(yán)格，可選用可控硅整流器好高頻整流器。

整流器空載電壓：0—20v

負(fù)載電壓（工作電壓）：8—10v

工作電壓低于6v，拋光速度慢，光亮度不足。

整流器電流：根據(jù)客戶工件大小而定。

（3）電解槽及配套設(shè)施（陽極棒）

可選用聚氯乙烯硬板材焊接而成。在槽上裝三根電極棒，中間為可移動的陽極棒，接電源陽極（或正極），兩側(cè)為陰極棒，連接電源陰極（負(fù)極）。

（4）加熱設(shè)施及冷卻設(shè)備

①加熱可選用石英加熱管，鈦加熱管。

②冷卻可選用盤管，盤管可加熱可冷卻。

（5）夾具

最好選用鈦?zhàn)鰭炀?，因?yàn)殁佪^耐腐蝕，壽命長，鈦離子對槽液無影響。建議最好不要用銅掛具，因?yàn)殂~離子進(jìn)入會在不銹鋼表面沉積一層結(jié)合力不好的銅層，影響拋光質(zhì)量。銅裸露部位可用聚氯乙烯膠烘烤成膜，在接觸點(diǎn)刮去絕緣膜。

（6）陰陽極材料

陰陽極棒應(yīng)用銅棒或銅管，銅管長是電解槽長加20厘米，陰極板應(yīng)用鉛板，鉛板固定在陰極棒上，鉛板長為槽高加10厘米，鉛板寬根據(jù)槽長而定，一般為10厘米，20厘米規(guī)格。

不銹鋼工件又分為200系列，300系列，400系列材質(zhì)，各系列材質(zhì)有必須用針對性電解拋光液。比如不銹鋼200系列材質(zhì)的不銹鋼，必須用200系列的配方，此種配方無法適應(yīng)300系列或400系列的不銹鋼材質(zhì)。這一直是國內(nèi)一大難題，因?yàn)橛行S家的材質(zhì)是組合工件，既有200系列不銹鋼材質(zhì)，又有300或400系列不銹鋼材質(zhì)。在2007年12月，威海云清化工開發(fā)院王鈴樹高級工程師研制出一種不銹鋼通用電解液。這種電解液適合所有不銹鋼材質(zhì)。他結(jié)合了原有電解液所有優(yōu)點(diǎn)，比重為電解液最佳比重，為1.70，光亮度為鏡面亮度。同時還研發(fā)出新的優(yōu)點(diǎn)，此電解液提高了原有的亮度，降低了一半的電流密度。在生產(chǎn)操作中，可節(jié)省50%的電費(fèi)。使用壽命提高了40%，這種電解液一直在國內(nèi)處于領(lǐng)先技術(shù)。

工件放入特定溶液中進(jìn)行陽極電解，使金屬表面平滑并產(chǎn)生金屬光澤的過程稱為電拋光。

電拋光時，工件接陽極。通電時工件表面會產(chǎn)生電阻率高的稠性黏膜，其厚度在工件表面不均勻。表面微觀凸出部分較薄，電流密度較大，金屬溶解較快；表面微觀下凹處較厚，電流密度較小，金屬溶解較慢。由于稠性黏膜和電流密度分布的不均勻性，微觀凸起部分尺寸減少較快，微觀下凹處尺寸減少較慢，使工件表面粗糙度降低，從而達(dá)到拋光的目的。2100433B