一、電(dian)化學(xue)拋光(guang)銑切原理
1. 黏膜的整平作(zuo)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(xiu)鋼(gang)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(nian)膜的鈍化作(zuo)用
黏膜(mo)也(ye)會阻礙(ai)陽(yang)極的溶解(jie)，使陽(yang)極的極化(hua)(hua)作用增(zeng)大，在表(biao)(biao)面(mian)上會生(sheng)成一(yi)層氧化(hua)(hua)膜(mo)，具有(you)一(yi)定的穩定性，使表(biao)(biao)面(mian)不受化(hua)(hua)學作用，處于輕微(wei)鈍化(hua)(hua)狀(zhuang)態，表(biao)(biao)面(mian)便(bian)獲得(de)光澤。
二、不(bu)銹鋼電化學(xue)拋(pao)光銑切工藝
溶液(ye)成分及工(gong)藝(yi)條件(jian)：
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(wen)度／℃ （50~100)(最佳70~80)
陰陽(yang)極面積之(zhi)比(bi) （1~1.5 ): 1
陽極電流密度（DA)/(A/d㎡) （10~55)(最(zui)佳20~50)
各組分及(ji)工(gong)藝條件的(de)影響如下：
1. 磷(lin)酸含量的影響
在硫(liu)酸15%,鉻酐15%,水余量(liang)，極(ji)距15mm,陽極(ji)電(dian)流密度(du)(du)25A/d㎡,時間10min,溫度(du)(du)50~100℃,不(bu)同磷酸含量(liang)的影響見(jian)表10-3。
在(zai)實驗過(guo)程中，隨著磷(lin)酸(suan)含量的增加，電壓(ya)有升高的趨勢。從表10-3可見，磷(lin)酸(suan)含量在(zai)40%~90%范圍(wei)內均可。選取60%~70%為宜(yi)。
2. 硫酸含量的影響(xiang)
在磷酸(suan)65%,鉻酐12%,水余(yu)量，極距15mm,陽極電流(liu)密度(du)25A/d㎡,時間9min,溫(wen)度(du)50~100℃,不同(tong)硫酸(suan)含量的影響見表10-4.
實驗過程中(zhong)，隨著硫酸(suan)的(de)增加，電(dian)壓有下降(jiang)的(de)趨(qu)勢。硫酸(suan)超過15%以后，在(zai)液面(mian)產生大量的(de)氣(qi)泡。由表10-4可見，硫酸(suan)含量在(zai)8%~15%之間均(jun)可，選取(qu)硫酸(suan)12%為宜。
3. 鉻酐含量的(de)影(ying)響(xiang)
在磷酸65%,硫酸15%,水余(yu)量(liang)(liang)，極(ji)距15mm,陽(yang)極(ji)電流密度20A/d㎡,時間8min,溫度50~100℃,不同鉻酐含(han)量(liang)(liang)的影響見表(biao)10-5。
隨(sui)著鉻(ge)酐含(han)量(liang)的增加，電(dian)壓有(you)下降(jiang)的趨(qu)勢。從表10-5可見，鉻(ge)酐含(han)量(liang)在5%~15%之間(jian)均(jun)可，選取鉻(ge)酐含(han)量(liang)12%為(wei)宜。
4. 電(dian)流密度(du)大小的影響
①. 電(dian)位(wei)－電(dian)流密度(du)的(de)斷續測(ce)定，每次(ci)更(geng)換試片(pian)，試片(pian)被(bei)拋光(guang)面積均為1d㎡.在磷(lin)酸(suan)65%,硫酸(suan)12%,鉻酐(gan)12%,水余量(liang)的(de)溶液中進行(xing)，極距15mm,起始溫度(du)50℃,結果見表10-6。
②. 電(dian)位－電(dian)流密度連(lian)續測定，不更換(huan)試片，一直測下去，其結果見表10-7。測定時(shi)的其他條件(jian)均與斷續測定相同。
根據表10-6和表10-7的(de)結果，給出電(dian)位與電(dian)流的(de)密度曲線見圖10-10。
由圖(tu)10-10可(ke)見，陽極(ji)電(dian)位(wei)上升到3V,此時電(dian)流(liu)(liu)密(mi)(mi)度緩慢上升至4A/d㎡,試(shi)片(pian)表(biao)(biao)面(mian)不光(guang)亮，說明此區域不起(qi)電(dian)化(hua)學拋(pao)光(guang)作(zuo)用。電(dian)位(wei)從3V升到4V,電(dian)流(liu)(liu)密(mi)(mi)度升至10A/d㎡,試(shi)片(pian)表(biao)(biao)面(mian)光(guang)亮程度仍不太(tai)理想，可(ke)能是由于離子擴散速率(lv)還稍(shao)大(da)(da)于金屬溶解速率(lv)，金屬表(biao)(biao)面(mian)的(de)黏(nian)性膜仍未(wei)生成(cheng)，電(dian)化(hua)學拋(pao)光(guang)作(zuo)用仍不起(qi)作(zuo)用。電(dian)位(wei)超過(guo)4V后，電(dian)流(liu)(liu)密(mi)(mi)度呈直(zhi)線上升。此時，陰陽極(ji)上均有氣泡析出。試(shi)片(pian)表(biao)(biao)面(mian)的(de)光(guang)亮程度優良，銑切(qie)均勻，有去毛(mao)刺作(zuo)用。陽極(ji)電(dian)位(wei)與電(dian)流(liu)(liu)密(mi)(mi)度如繼續提高(gao)，電(dian)化(hua)學反應甚為(wei)(wei)激烈，溶液(ye)沸(fei)騰，氣體大(da)(da)量(liang)逸出，溶液(ye)處于不穩定狀態。綜上所述，電(dian)流(liu)(liu)密(mi)(mi)度在10~55A/d㎡2均可(ke)取(qu)得滿意的(de)結果。故電(dian)流(liu)(liu)密(mi)(mi)度取(qu)20~50A/d㎡2為(wei)(wei)宜。
5. 陰陽極間距離(li)
陰陽極間距(ju)離的大(da)小(xiao)將(jiang)直接影響電(dian)能的利用率。極距(ju)過大(da)，大(da)量電(dian)能將(jiang)消耗于電(dian)拋液的歐姆(mu)電(dian)阻(zu)，產(chan)生的熱能使電(dian)拋液溫(wen)度(du)升高，極距(ju)過小(xiao)，容易造(zao)成阻(zu)塞或(huo)短路。表10-8為(wei)在其(qi)他條件相同時，電(dian)流密度(du)30A/d㎡,不(bu)同極距(ju)所需(xu)要的電(dian)壓值。
由表(biao)10-8可(ke)見，極(ji)距(ju)宜小，以(yi)不影響(xiang)電拋液(ye)的流動(dong)和短路為(wei)原則。
6. 溫度的影響
①. 溫度低。 電流效率低，拋光不亮或緩慢(man)。呈灰白色，無銑切能力和去毛刺作用。
②. 溫度高至60℃，溶液(ye)擴散作用強，陽極(ji)溶解加快，電拋光性(xing)能(neng)好，毛刺除(chu)去不(bu)倒手(shou)。
③. 溫度太(tai)高至100℃，溶液沸騰，大(da)量氣體逸出，表面(mian)拋光優良，去毛刺(ci)不倒手，但惡(e)化操作環(huan)境。
不(bu)同溫度對拋(pao)光和去毛刺的效果(guo)見(jian)表10-9.
溫(wen)度可選在(zai)70~80℃為宜(yi)。
工藝配方中各(ge)組分的作(zuo)用如下：
①. 磷酸的(de)作用
磷(lin)酸是(shi)(shi)電(dian)拋(pao)光(guang)(guang)、銑切、去毛刺溶液的(de)主要成(cheng)分。屬于中(zhong)(zhong)等強度(du)(du)的(de)無機酸，是(shi)(shi)促進稠性黏膜的(de)必不(bu)(bu)(bu)可(ke)少的(de)組分，其(qi)主要作用是(shi)(shi)增進拋(pao)光(guang)(guang)效(xiao)果(guo)，因(yin)此，在拋(pao)光(guang)(guang)液中(zhong)(zhong)的(de)含量比較高。若(ruo)磷(lin)酸含量低(di)，使溶液相對密度(du)(du)減(jian)少，黏度(du)(du)減(jian)小，使離子擴散速率加大(da)，對金屬的(de)溶解加快(kuai)，不(bu)(bu)(bu)能達(da)到整平和拋(pao)光(guang)(guang)的(de)目(mu)的(de)。但磷(lin)酸濃度(du)(du)也不(bu)(bu)(bu)宜過高，否則電(dian)阻增大(da)，電(dian)流(liu)升(sheng)不(bu)(bu)(bu)上(shang)，使反應(ying)緩(huan)慢。
②. 硫酸的作用
硫(liu)酸能提高溶(rong)(rong)液(ye)的(de)導電率，改善(shan)分散能力，提高陽極(ji)電流效率，加速(su)(su)銑切和去毛刺(ci)作(zuo)用。硫(liu)酸含量(liang)控制在(zai)15%以下。硫(liu)酸含量(liang)過高時，液(ye)面易產生大量(liang)的(de)氣(qi)泡(pao)，惡化(hua)(hua)操作(zuo)條件，此(ci)外(wai)，使電拋液(ye)的(de)化(hua)(hua)學溶(rong)(rong)解(jie)能力強，不易得到光亮的(de)表面，且使溶(rong)(rong)液(ye)中的(de)六價鉻(ge)還原成三(san)價鉻(ge)的(de)速(su)(su)度加快，易使電解(jie)液(ye)老(lao)化(hua)(hua)。
③. 鉻酐的(de)作用
鉻(ge)酐能(neng)使不(bu)(bu)(bu)銹鋼表(biao)(biao)面(mian)(mian)形成氧化(hua)薄層，局部鈍化(hua)，保持其不(bu)(bu)(bu)受化(hua)學腐(fu)蝕(shi)，以獲得光(guang)(guang)亮表(biao)(biao)面(mian)(mian)，有利于(yu)尖端毛刺(ci)電(dian)化(hua)學溶(rong)解速率的(de)加快。鉻(ge)酐濃度(du)太(tai)低(di)，不(bu)(bu)(bu)易(yi)獲得光(guang)(guang)亮表(biao)(biao)面(mian)(mian)。濃度(du)太(tai)高時(shi)(shi)在大電(dian)流下，易(yi)產(chan)生沉淀(dian)析出，降低(di)電(dian)流效率，使拋光(guang)(guang)表(biao)(biao)面(mian)(mian)產(chan)生麻(ma)點等過(guo)腐(fu)蝕(shi)。三價鉻(ge)超(chao)過(guo)15g/L時(shi)(shi)，拋出來(lai)的(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)呈烏光(guang)(guang)色。
三、電(dian)化(hua)學拋(pao)光銑切(qie)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、溶液的老化
由(you)于不銹鋼的鐵、鉻(ge)、鎳(nie)等金屬元素在電化學過程中(zhong)被溶(rong)人電拋光溶(rong)液中(zhong)，這些雜質(zhi)一(yi)旦積(ji)累(lei)到一(yi)定程度(du)，使溶(rong)液黏稠，電阻增大，使不銹鋼表(biao)面拋不光亮。雜質(zhi)中(zhong)三(san)價鉻(ge)起了主要的作用。三(san)價鉻(ge)的來源有：
①. 不銹鋼的鉻元素溶解成三價(jia)鉻；
②. 溶液(ye)中(zhong)六價(jia)鉻（鉻酐所含(han)的鉻）還原成三價(jia)鉻。
陰(yin)(yin)(yin)極面(mian)(mian)積(ji)過(guo)大(da)，使(shi)六(liu)(liu)價鉻(ge)(ge)接受電子還原成三(san)(san)價鉻(ge)(ge)的速度加(jia)快。相反，陰(yin)(yin)(yin)極面(mian)(mian)積(ji)減小，陽極面(mian)(mian)積(ji)增(zeng)大(da)，電流開大(da)，陽極上產生(sheng)的氧原子會使(shi)三(san)(san)價鉻(ge)(ge)氧化為六(liu)(liu)價鉻(ge)(ge)。如果溶(rong)液(ye)中三(san)(san)價鉻(ge)(ge)含(han)量(liang)太(tai)高時，可(ke)增(zeng)加(jia)陽極面(mian)(mian)積(ji)，使(shi)陰(yin)(yin)(yin)極面(mian)(mian)積(ji)：陽極面(mian)(mian)積(ji)＝1:5時，大(da)電流電解處理，可(ke)使(shi)三(san)(san)價鉻(ge)(ge)含(han)量(liang)降低，六(liu)(liu)價鉻(ge)(ge)含(han)量(liang)升高。在平常的電拋光過(guo)程中，陰(yin)(yin)(yin)陽極面(mian)(mian)積(ji)保持在（1~1.5):1,使(shi)溶(rong)液(ye)中的三(san)(san)價鉻(ge)(ge)不會很快積(ji)累，延緩溶(rong)液(ye)的老化過(guo)程的時間。
