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电解抛光液

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电解抛光是什么工艺?所需的设备是哪些?

发布时间:2016/07/13 点击量:

电解抛光,是以被抛工件为阳极,不溶性金属为阴极,两极同时浸入到电解槽中,通以直流电离反应而产生有选择性的阳极溶解,从而达到工件表面除去细微毛刺和光亮度增大的效果。

原理

该理论主要为:工件上脱离的金属离子与抛光液中的磷酸形成一层磷酸盐膜吸附在工件表面,这种黏膜在凸起处较薄,凹处较厚,因凸起处电流密度高而溶解快,随黏膜流动,凹凸不断变化,粗糙表面逐渐被整平的过程。
工件作为阳极接直流电源的正极。用铅﹑不锈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。

特点

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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﹑形状复杂﹑细小的零件和制品都能加工﹔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﹐电解抛光的应用范围受到限制。电解抛光主要用于表面粗糙度小的金属制品和零件﹐如反射镜﹑不锈钢餐具﹑装饰品﹑注射针﹑弹簧﹑叶片和不锈钢管等﹐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。

处理

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抛光亮度高,光泽持久。
特点: 抛光效率高,质量好,数分钟内可抛出高光泽。可以优先溶解掉金属表面的形变层位错,空穴聚积等电位组织,从而得到等电位表面,使不锈钢耐蚀性能大大提高。抛光需要调压器、整流器、电解槽等装置。
用法:原液使用,铅版做阴极(负极),工件做阳极(正极),温度60-80度,电流密度15-50安培平方分米,电压10伏左右,时间5分钟。工艺流程:化学除油→热水洗→冷水洗→电解抛光→热水洗→冷水洗→钝化→冷水洗→热水洗→热纯水洗 注:可根据实际情况,调整部分工艺流程。

优缺点

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优点

1: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。
2:生产效率高,成本低廉。可大批量制备样品
3:增加工件表面抗腐蚀性,可适用于所有不锈钢材质。

缺点

1:电解抛光的质量与电解液以及电流与电压的规范有关。要摸索不同的抛光参数,而影响电解抛光的参数较多,不易找到正确的电解抛光参数。
2:对于铸铁及夹杂物等试样,较难获得良好的结果。
3:电解液组成复杂,使用时需要注意安全操作。

条件设备

电源;整流器;电极棒;冷却管;加热器;挂具;铅板;电解槽;排风装置

电源

电源可选用双相220V,三相380V。

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或高
电解抛光电源电解抛光电源
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。

电解槽及配套设施(阳极棒)

可选用聚氯乙烯硬板材(聚丙烯)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,连接电源阴极(负极)。

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。

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锈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,在接触点刮去绝缘膜。

阴阳极材料

阴极材料选用铅板,阳极材料选用紫铜连接。
阳极比阴极为1:2—3.5之间。
阴极距阳极最佳距离为10—30厘米。
就目前来说,电解抛光主要针对不锈钢工件的表面光亮处理。不锈钢工件又分为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。比如不锈钢200系列材质的不锈钢,必须用200系列的配方,此种配方无法适应300系列或400系列的不锈钢材质。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系列不锈钢材质,又有300或400系列不锈钢材质。
电解抛光工艺:除油--水洗--除锈--水洗--电解抛光--水洗--中和--水洗--钝化--包装

类型

目前生产上采用的电抛光液主要有:
①硫酸、磷酸、铬酐组成的抛光液;
②硫酸和柠檬酸组成的抛光液;
③硫酸、磷酸、氢氟酸及甘油或类似化合物组成的混合抛光液。

钢铁零件的电化学抛光

(1)材料种类的影响 钢铁材料的种类很多,对不同的钢材应采用不同的抛光液。
(2)各种因素的影响 磷酸是抛光液的主要成分。它所生成的磷酸盐粘附在阳极表面,在抛光过程中起重要作用。硫酸可以提高抛光速度,但含量不能过高,以免引起腐蚀。铬酐可以提高抛光效果,使表面光亮。
电流密度对抛光质量有很大影响,对于不同的溶液应采用不同的电流密度,电流密度过低,整平作用差,过高会引起过腐蚀。温度对抛光质量有一定的影响,但不是主要因素。
(3)操作注意事项
①新配制的溶液应在大阴极面积(阴极面积大于阳极面积几倍)的情况下进行通电处理,使一部分六价铬还原为三价铬。如果在使用过程中三价铬增加过多时,则相反,即在大阳极小阴极的情况下进行通电处理。
②经常测定溶液的密度,并及时加水或加热浓缩溶液。溶液中的磷酸、硫酸和铬酐和三价铬的含量应定期分析和调整。
③使用过程中由于阳极溶解铁的含量逐渐升高,当铁的含量(按Fe2 03计算)达到7%~8%时部分更换,或全部更换溶液。
④配制 先将磷酸与硫酸混合,铬酐溶解于水,然后把酸的混合液倒人铬酐水溶液中加热8 0"C。在不断搅拌下慢慢加入明胶(此时反应激烈)。反应结束后(大约1 h后)溶液变为均匀的草绿色。

其他金属的电解抛光

铜及其合金的电解抛光,广泛采用磷酸电解液。铝及铝合金的电解抛光采用磷酸一硫酸一铬酸性的溶液。
铝及铝合金的电解抛光在生产上应用得比较广泛。抛光后的零件如果随即进行短时间的氧化处理,不仅能得到平整光亮的外观还能形成完整的氧化膜,提高耐蚀性,可以长期保持其表面光泽。
溶液的配制方法,可以参照钢铁零件电解抛光的有关内容。
当溶液中的铝含量超过5%时,应部分更换或全部更换溶液。
当氯离子含量超过1%时,零件表面容易出现斑点腐蚀。配制溶液用的水中氯离子含量应少于8 0 mg/L。

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