一、電化學拋光銑切原理
1. 黏膜的整(zheng)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(de)鈍化作用
黏膜也會阻(zu)礙(ai)陽極的溶解，使(shi)陽極的極化(hua)作用增大，在表面上會生成一層氧(yang)化(hua)膜，具有一定(ding)的穩定(ding)性，使(shi)表面不受化(hua)學作用，處(chu)于輕微鈍化(hua)狀態(tai)，表面便獲得(de)光澤(ze)。
二、不銹鋼(gang)電(dian)化學拋(pao)光(guang)銑切工(gong)藝(yi)
溶液成(cheng)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／℃ （50~100)(最佳70~80)
陰(yin)陽極(ji)面積之比(bi) （1~1.5 ): 1
陽極電流密度（DA)/(A/d㎡) （10~55)(最(zui)佳20~50)
各組分及工(gong)藝條件的影響如下：
1. 磷(lin)酸含量的影響
在(zai)硫酸15%,鉻酐15%,水(shui)余(yu)量，極距15mm,陽極電流密(mi)度25A/d㎡,時間10min,溫度50~100℃,不同磷酸含量的影響見表10-3。
在(zai)實(shi)驗過程中，隨著磷酸含量(liang)的增加，電壓有升高的趨勢。從(cong)表10-3可見，磷酸含量(liang)在(zai)40%~90%范圍內均(jun)可。選取60%~70%為宜(yi)。
2. 硫酸含(han)量的影響
在(zai)磷酸(suan)65%,鉻酐(gan)12%,水余量，極距15mm,陽極電流密度25A/d㎡,時間9min,溫度50~100℃,不同硫酸(suan)含量的影響見表10-4.
實(shi)驗過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)，隨著硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)的增加，電壓有下(xia)降(jiang)的趨(qu)勢(shi)。硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)超過(guo)(guo)15%以(yi)后(hou)，在(zai)液面產(chan)生大(da)量(liang)的氣泡。由表10-4可見，硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)含量(liang)在(zai)8%~15%之(zhi)間均可，選取硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)12%為宜。
3. 鉻(ge)酐含(han)量的(de)影響
在磷酸(suan)(suan)65%,硫酸(suan)(suan)15%,水余量(liang)，極距15mm,陽(yang)極電流(liu)密(mi)度20A/d㎡,時間8min,溫度50~100℃,不同鉻酐(gan)含量(liang)的影(ying)響見表10-5。
隨著鉻酐含量(liang)的增加，電(dian)壓有下降的趨(qu)勢。從表10-5可見，鉻酐含量(liang)在5%~15%之間(jian)均可，選取鉻酐含量(liang)12%為宜。
4. 電(dian)流密度大小的影響
①. 電(dian)位－電(dian)流密(mi)度(du)的(de)斷續測定，每次更換試片(pian)，試片(pian)被(bei)拋(pao)光(guang)面積(ji)均為1d㎡.在(zai)磷(lin)酸65%,硫酸12%,鉻酐(gan)12%,水余(yu)量的(de)溶液中進行，極距15mm,起始溫度(du)50℃,結果見(jian)表(biao)10-6。
②. 電(dian)位－電(dian)流密度(du)連續(xu)測(ce)定，不更(geng)換試片，一(yi)直(zhi)測(ce)下去，其(qi)(qi)結果見表10-7。測(ce)定時的其(qi)(qi)他(ta)條件均與斷(duan)續(xu)測(ce)定相同。
根據(ju)表(biao)10-6和(he)表(biao)10-7的(de)結(jie)果(guo)，給出電位與電流(liu)的(de)密(mi)度曲線見圖(tu)10-10。
由圖10-10可(ke)見，陽(yang)(yang)極電位上(shang)(shang)(shang)升(sheng)(sheng)到3V,此時電流(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)緩慢上(shang)(shang)(shang)升(sheng)(sheng)至(zhi)4A/d㎡,試(shi)片表面(mian)不(bu)(bu)(bu)光亮(liang)，說(shuo)明此區域不(bu)(bu)(bu)起(qi)電化學(xue)拋光作(zuo)用(yong)。電位從3V升(sheng)(sheng)到4V,電流(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)升(sheng)(sheng)至(zhi)10A/d㎡,試(shi)片表面(mian)光亮(liang)程度(du)(du)仍不(bu)(bu)(bu)太理想，可(ke)能(neng)是由于離子(zi)擴散(san)速率還稍大(da)(da)于金屬溶(rong)解速率，金屬表面(mian)的(de)黏性膜仍未生成，電化學(xue)拋光作(zuo)用(yong)仍不(bu)(bu)(bu)起(qi)作(zuo)用(yong)。電位超過4V后，電流(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)呈直線上(shang)(shang)(shang)升(sheng)(sheng)。此時，陰(yin)陽(yang)(yang)極上(shang)(shang)(shang)均有(you)氣泡析出。試(shi)片表面(mian)的(de)光亮(liang)程度(du)(du)優良(liang)，銑(xian)切均勻，有(you)去毛(mao)刺作(zuo)用(yong)。陽(yang)(yang)極電位與(yu)電流(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)如繼續提高(gao)，電化學(xue)反應甚為(wei)激烈，溶(rong)液(ye)沸騰，氣體大(da)(da)量逸出，溶(rong)液(ye)處于不(bu)(bu)(bu)穩定狀態(tai)。綜(zong)上(shang)(shang)(shang)所(suo)述，電流(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)在10~55A/d㎡2均可(ke)取得滿意的(de)結果。故(gu)電流(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)取20~50A/d㎡2為(wei)宜。
5. 陰陽極(ji)間距離
陰(yin)陽極(ji)間距(ju)離的(de)大(da)小(xiao)將(jiang)直接影響電(dian)能的(de)利用率。極(ji)距(ju)過大(da)，大(da)量電(dian)能將(jiang)消耗于電(dian)拋(pao)液的(de)歐姆電(dian)阻(zu)，產生(sheng)的(de)熱能使電(dian)拋(pao)液溫度(du)升高，極(ji)距(ju)過小(xiao)，容(rong)易(yi)造成阻(zu)塞或(huo)短路(lu)。表(biao)10-8為在其他條件相同時，電(dian)流密度(du)30A/d㎡,不同極(ji)距(ju)所需要的(de)電(dian)壓值(zhi)。
由表10-8可見，極距宜(yi)小，以不影響電拋液的流動和短(duan)路為原則。
6. 溫度的影響(xiang)
①. 溫度(du)低。 電流效率低，拋(pao)光(guang)不亮或(huo)緩慢(man)。呈灰白(bai)色(se)，無銑切(qie)能力(li)和去毛刺作用。
②. 溫(wen)度(du)高至60℃，溶液擴散作(zuo)用強，陽極溶解加快，電拋光(guang)性能(neng)好(hao)，毛刺(ci)除去不倒手。
③. 溫度(du)太高至100℃，溶(rong)液沸騰，大量氣體(ti)逸出，表(biao)面拋光(guang)優(you)良，去毛刺不(bu)倒手，但惡(e)化操(cao)作環境。
不(bu)同溫度對拋光和去毛刺的效(xiao)果見表10-9.
溫度可選在(zai)70~80℃為(wei)宜。
工藝配方中(zhong)各組分的作用如下(xia)：
①. 磷酸的作用
磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)是電拋光(guang)、銑切、去(qu)毛刺(ci)溶(rong)液(ye)的(de)(de)(de)主(zhu)要成分。屬于中(zhong)等強度(du)的(de)(de)(de)無機(ji)酸(suan)(suan)，是促進稠性黏膜(mo)的(de)(de)(de)必(bi)不(bu)可(ke)少的(de)(de)(de)組分，其主(zhu)要作用是增進拋光(guang)效果，因此(ci)，在拋光(guang)液(ye)中(zhong)的(de)(de)(de)含量比較(jiao)高。若(ruo)磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)含量低，使(shi)(shi)溶(rong)液(ye)相對密(mi)度(du)減(jian)少，黏度(du)減(jian)小，使(shi)(shi)離(li)子擴散(san)速率加大，對金(jin)屬的(de)(de)(de)溶(rong)解加快，不(bu)能(neng)達(da)到整平和拋光(guang)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。但(dan)磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)濃度(du)也(ye)不(bu)宜過高，否(fou)則電阻增大，電流升不(bu)上，使(shi)(shi)反應緩慢。
②. 硫酸的作用
硫(liu)酸能提高溶(rong)(rong)液的(de)導電率，改善分(fen)散能力，提高陽極電流(liu)效(xiao)率，加(jia)速銑切和(he)去(qu)毛(mao)刺作用。硫(liu)酸含量控(kong)制在(zai)15%以下(xia)。硫(liu)酸含量過高時，液面(mian)易(yi)產(chan)生大量的(de)氣泡，惡化操作條件，此(ci)外，使(shi)電拋(pao)液的(de)化學溶(rong)(rong)解(jie)(jie)能力強，不易(yi)得到光亮的(de)表面(mian)，且使(shi)溶(rong)(rong)液中(zhong)的(de)六價鉻還(huan)原(yuan)成三(san)價鉻的(de)速度加(jia)快，易(yi)使(shi)電解(jie)(jie)液老化。
③. 鉻酐的作用
鉻酐能使(shi)不(bu)(bu)銹鋼表面(mian)(mian)形(xing)成氧化(hua)薄(bo)層(ceng)，局部(bu)鈍化(hua)，保持其不(bu)(bu)受(shou)化(hua)學腐(fu)蝕，以獲得(de)光(guang)(guang)亮表面(mian)(mian)，有利于尖端毛刺電(dian)化(hua)學溶解速率的(de)加快。鉻酐濃(nong)度太(tai)低，不(bu)(bu)易(yi)獲得(de)光(guang)(guang)亮表面(mian)(mian)。濃(nong)度太(tai)高時(shi)在大電(dian)流下(xia)，易(yi)產生沉淀(dian)析出(chu)，降低電(dian)流效率，使(shi)拋(pao)光(guang)(guang)表面(mian)(mian)產生麻點等過(guo)腐(fu)蝕。三價鉻超過(guo)15g/L時(shi)，拋(pao)出(chu)來的(de)表面(mian)(mian)呈(cheng)烏光(guang)(guang)色(se)。
三、電化學拋光銑切(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
由于(yu)不(bu)銹鋼的鐵(tie)、鉻、鎳(nie)等金(jin)屬元(yuan)素在電(dian)化學過程中(zhong)被溶人電(dian)拋光(guang)溶液中(zhong)，這(zhe)些(xie)雜(za)質一(yi)旦積累到一(yi)定程度，使(shi)溶液黏稠，電(dian)阻增大，使(shi)不(bu)銹鋼表面(mian)拋不(bu)光(guang)亮。雜(za)質中(zhong)三(san)價鉻起了主要的作用。三(san)價鉻的來源有：
①. 不銹鋼的鉻元(yuan)素(su)溶(rong)解成三價鉻；
②. 溶(rong)液中六價鉻（鉻酐所含(han)的(de)鉻）還原(yuan)成(cheng)三價鉻。
陰(yin)(yin)極(ji)(ji)面(mian)積(ji)過(guo)大(da)，使(shi)六(liu)價(jia)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)接受電子還原成三(san)價(jia)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)速度加(jia)快。相反，陰(yin)(yin)極(ji)(ji)面(mian)積(ji)減小，陽(yang)(yang)極(ji)(ji)面(mian)積(ji)增(zeng)大(da)，電流開大(da)，陽(yang)(yang)極(ji)(ji)上產生(sheng)的(de)(de)(de)氧原子會使(shi)三(san)價(jia)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)氧化(hua)為六(liu)價(jia)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)。如果(guo)溶液中三(san)價(jia)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)含(han)量太高時(shi)，可(ke)增(zeng)加(jia)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)面(mian)積(ji)，使(shi)陰(yin)(yin)極(ji)(ji)面(mian)積(ji)：陽(yang)(yang)極(ji)(ji)面(mian)積(ji)＝1:5時(shi)，大(da)電流電解處理(li)，可(ke)使(shi)三(san)價(jia)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)含(han)量降低，六(liu)價(jia)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)含(han)量升高。在(zai)(zai)平常的(de)(de)(de)電拋光過(guo)程中，陰(yin)(yin)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)面(mian)積(ji)保持在(zai)(zai)（1~1.5):1,使(shi)溶液中的(de)(de)(de)三(san)價(jia)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)不會很快積(ji)累，延緩(huan)溶液的(de)(de)(de)老(lao)化(hua)過(guo)程的(de)(de)(de)時(shi)間。
