不锈钢电解抛光技术专题.doc

不锈钢电解抛光技术专题%1. 电解抛光原理：电解抛光(electro-polishing) t*2称电抛光，是利用阳极在电解池中 所产生的电化学溶解现象，使阳极上的微观凸起部分发生选择*溶解 以形成平滑表面的方法它是…个复杂的阳极氧化过程，伴随着工件 表面的溶解和和氧化，但又不同于阳极氧化电解抛光的抛光机理是：1 .黏膜理论：电解抛光在一定的条件下，金属阳极的溶解速度大于溶解产物离 开阳极表面向电解液中扩散的速度，于是溶解产物就在电极表面积累, 形成一层黏*膜，这层黏*膜的电阻比电解液的大，而且可以溶解在电 解液中，它沿阳极表面的分布是不均匀的，在表面的微凸处的微黏膜 厚度比凹处小，导致凸处的电阻也较小，从而造成电流集中，与微凹 处相比，微凸处电流密度较大，电位升高，从而使氧气容易析出，有 利于黏膜溶解扩散，加快了微凸部位金属的溶解随着电解抛光时间 的延续，阳极表面上的微凸处被逐渐削平，使整个表面变得平滑、光 亮2 .氧化膜理论：在电解抛光过程中，由于析出氧的作用在金属表面形成一层氧化 膜，阳极表面呈钝态，但是，这层氧化膜在电解液中是可以溶解的， 所以钝态并不是完全稳定的由于在阳极表面微凸处电流密度较高， 形成的氧化膜比较疏松，而且该处析出的氧气也多，有利于阳极溶解 产物向溶液中扩散，促使该处的氧化膜溶解加快。

在整个抛光过程中、 氧化膜的生成溶解不断进行而且微凸处进行的速度比微凹处快，其 结果，微凸处金属被优先溶解削去，使阳极表面达到平滑、光亮电抛光阳极过程的特点：电抛光过程根据金属表面的*质、溶液 成分、工作条件，在阳极附近可能发生下列反映%1 阳极溶解，当进行电抛光时，金属表面的原子就转入到电解 液中成为离子，阳极发生溶解：Me = Me（n+） + ne%1 氧化膜（或氧吸附层）形成，电抛光时，在阳极表面会生成 一层氧化膜（或氧吸附层），此膜的厚度决定于金属的*质、电解液成 分、工艺规范2Me（n+） +20H- =Me20n +n H20%1 气态氧的析出：40H- =02 +2H2O +4e%1 溶液中还存在多种物质的氧化%1. 电极极化曲线（I-U曲线、钝化曲线）当工件基体放入电解池中并通以直流电的情况下，零件表面就会 产生阳极极化现象，而且在阳极极化的工程中有一定的曲线规律一电 极极化曲线过钝化区 FC活化区 D钝化区 EA%1 AB部分：电压增加，电流增长较慢，阳极表面未活化， 不能正常溶解1 BC部分，电流与电压成比例增加，阳极表面活化产生正 常溶解，金属具有强腐蚀型表面1 CD部分，在C点附近曲线发生突变，当电压从小增加到 U2时，电流强度会有所下降，说明金属表面氧化膜生成，电阻增大， 金属表面开始形成黏液膜。

1 DE部分，随着电压的升高电流强度却保持不变，曲线出 现水平部分，金属表面生成了黏液膜，具备抛光表面的条件，金属表 面正常溶解可得到光泽的表面1 从E点开始只要电压稍微增加，便引起电流强度的急剧增 加，这是阳极上氧的析出的标志，虽然阳极表面得到光亮，但同时产 生了腐蚀斑点（点状凹坑），电抛光过程受到破坏通过试验，当电解抛光时给EP槽施加至钝电压，电流就会按照 阳极极化曲线的形式进行变化；把整流器调到稳压状态，调整电压到 工件至钝电压，开机，电流就会从A点1S左右到达B点然后达到C 点■电流的至高点，从C点降到D点一电流的稳定状态，电流持续稳 定到达E点，电抛光过程结束从A点到达D点时间需要2-3S,整个稳定电流的抛光过程1-2M（根据工件材质而定）1. 法拉第电解定律内容：在电解时，电极上发生化学反应的物质的量和通过电解池的电量q成正比公式：m =q/(z*F )*M =M/(z*F) *l*tm：电极上参与化学反应的物质的质量kgM：参与反应物质的摩尔质量kg/molF：法拉第电解常数：96485 C/ molZ:电极反应的计量方程式中电子的计量系数t:时间SI：电流强度A电极上每析出(或溶解)1 mol的任何物质所需的电量为96485 C,也就是说用同等的电量通过各种不同的电解质溶液时，在电极上 析出(或溶解)各物质的质量与它们的摩尔质量成正比。

1. 不锈钢的电解抛光不锈钢的电解抛光溶液，一般都为磷酸基溶液即以磷酸为主，硫 酸为辅，其中还添加一部分添加剂1. 不锈钢电解抛光液的成分极其作用%1 磷酸磷酸是抛光掖中的主要成分，磷酸和磷酸盐的黏滞*都比较大， 有利于微观凸起处金属的优先溶解，对金属的腐蚀*比较小，对获得 平整光亮的表面起重要的作用1 硫酸硫酸可提高电解液的导电率，改善分散能力，减轻对有色金属的 腐蚀，提高钢铁工件的光洁度浓度过高，钢铁溶解速度过快，表面 光泽*下降，浓度过低，容易使铝及其合金发生斑点状腐蚀1 铭酎铭酎可促进金属表面氧化膜的形成，减轻和避免溶液对金属的腐 蚀，提高整平作用，以获得光洁度高的表面2. 不锈钢电解抛光溶液的控制参数%1 温度不同的电解抛光液有不同的温度控制范围，温度升高有利于金属 的溶解，但是有可能产生过腐蚀，降低表面的光泽*一般温度升高 时要相应提高电流密度，才能保证工件表面的光洁度1 电流密度电流密度也是工件在EP过程中一个重要参数，根据研究试验结 果：奥氏体不锈钢电流密度15A-80A/dm2;马氏体不锈钢电流密度 75A-82A/dm2o电流密度要根据不同的工件材料选用不同的电流密度。

电流密度过高，氧气析出过多，难以形成致密的氧化膜或稳定的黏膜， 电极表面过热，电化学反应剧烈，容易产生腐蚀点和条纹；电流密度 过低，阳极一直处于阳极溶解状态，也不能提高金属工件表面的光洁 度1 抛光时间在电解抛光过程中，抛光时间并不是越长越好，它要根据电解抛 光液温度的高低和电流密度的大小来定在一般情况下，抛光时间随 着电流密度的增加，温度的升高而减少，钢铁工件可比有色金属工件 的抛光时间长一些，工件精度和表面质量要求较高时，也应相应缩短 抛光时间，必要时可反复多次进行抛光处理1 搅拌搅拌可加快电解液的流动，促进金属表面滞留的氧气泡的排除, 减轻金属表面的过热现象，从而有利于工件表面光洁度的提高生产 一般采用移动阳极的方法，也有用压缩空气来搅拌电解液1 槽内*极板*极板材料通常采用铅版，*极面积一般稍大，以提高电流效率, *阳极面积比通常为：1.1-1.5： lo%1 电位在将抛光液的温度控制在一定的温度范围之内的前提下，如果电 位太低，则无黏液膜形成，也无电解抛光作用发生，式样表面灰白; 若电位略为升高时，虽有黏液膜的产生，但很不稳定，一旦形成也会 立即溶入电解液中，也不产生抛光作用，仅有侵蚀现象产生；如果电 位进一步增加，达到某一定值之后，才开始产生稳定的黏液膜，电解 抛光才得以产生，并有氧气逸出，抛光效果逐步提高。

随着电位的持 续升高，黏液膜的厚度也相应增加，薄膜层的电阻上升，抛光电流基 本保持不变,在这种电位下，氧气逸出较为迅速，局部溶液升温很快， 抛光效果效果最佳，光亮度显著增加，这一区域是电解抛光的最佳区 域在这一区域中若电位很高，由于局部温度较高，抛光质量较好, 但操作工艺不易控制，若电位再度升高，薄膜被击破，电阻反而下降此时，便有凹坑出现、抛光效果变差总结：抛光温度、抛光时间、抛光电流密度、抛光电位、电解抛光液的 比重，这几个参数是相互影响相互制约的，一个因素变化就会引起其 余几个因素相应的变化提高温度和电位，可以提高溶液的导电能力 和金属的溶解速度但在一定的电位下，电流密度同时也会随着溶液 导电能力和金属溶解速度的增加而增加因此，在高电位作用下，必 须采用较短的时间完成抛光任务，反之，在低电位作用下，电流密度 必将减少，抛光时间则须延长，但不能太长，否则会产生侵蚀现象总之，电解抛光是一个受前处理、抛光温度、电位、时间、电流 等综合因素相互影响的过程，应根据现场情况灵活应用，适度掌握各 种条件，才能获得最好的抛光效果WB-260不锈钢电解抛光新工艺一、 特点1、 抛光效率高，数分钟内可抛光至镜面光亮，且抛光深度强， 抛光后光泽保持长久不变。

2、 抛光液磷酸含量低，成本低，较一般使用的传统抛光液低30% 以上3、 抛光电流密度小，电压低，电能消耗较传统工艺低1倍左右4、 抛光液稳定容易维护管理5、 适用18.8类型奥氏体不锈钢抛光，也适用镣基合金抛光二、 抛光液组成和操作条件浓磷酸（比重1.74）510ml/L887.4g/L浓硫酸（比重1.84）726.8g/LWB-260添加剂52.5g/L水50ml/L 50g/L温度50 - 75C 最佳 60 - 65C阳极电流密度，DA最佳 10 - 12A/dm2电压5-8伏抛光时间分钟*极材料铅合金*极面积：阳极面积三、开槽步骤395ml/L50ml/L6 - 15A/dm23-5铅或WB-260添加剂是一种表面活*剂，在其使用初期电解抛光时会产 生大量泡沫，因此抛光液液面与抛光槽顶部之间的距离不应W15cm准确计算将欲配制的电解抛光液的体积，再根据抛光液组成将所要加 入的抛光液各组分按下列顺序加入抛光槽内1、 注入所需水量2、 加入所需磷酸量3、 切记硫酸用水稀释时会释放出大量热量，溶液温度急剧升高, 边搅拌边添加，当温度升至80C时应停止添加，待溶液冷却后再进 一步添加直至全部加完。

4、 加入所需数量WB-260添加剂，边搅拌边添加，添加完毕后 彻底搅拌以确保均匀混合四、工艺流程化学除油一热水清洗一浸酸（1-2%硫酸溶液）一电解 抛光一三道逆流清洗一浸碱（5%碳酸钠溶液）一热水清洗-五、槽液维护及补加1、 不锈钢工件在进入抛光槽之前应尽可能将残留在工件表面的 水分除去，因工件夹带过多水分有可能造成抛光面出现严重麻点，局 部浸蚀而导致工件报废2、 在电解抛光过程中，作为阳极的不锈钢工件，其所含的铁、 铭、镣元素不断转变为金属离子溶入抛光液内而不在*极表面沉积 随着抛光过程的进行，金属离子浓度不断增加，当达到一•定数值后, 这些金属离子以磷酸盐和硫酸盐形式不断从抛光液内沉淀析出，沉降 于抛光槽底部为此，抛光液必须定期过滤，去除这些固体沉淀物3、在抛光槽运行过程中，除磷酸、硫酸不断消耗外水分因蒸发和电解而损失，此外，高粘度抛光液不断被工件夹带损失，抛光液液 面不断下降，需经常往抛光槽补加新鲜抛光液和水4、 该抛光液在未经抛光前的原始比重为1.68,在抛光槽运行过 程中，抛光液的比重应控制在1.680.03的范围内抛光液比重和粘 度过高，说明抛光液含水量不足或硫酸含量偏高磷酸含量偏低；反之, 抛光液比重过低，表明抛光液含水量过高。

经常用比重计测定抛光液 的比重是一种简单有效的控制手段5、 在有条件的情况下，最好定期分析抛光液的酸度、磷酸及硫 酸的含量六、设备要求电解抛光液通常为矿物酸并在较高的温度下操作，因此抛光槽、 清洗槽、*极、加热盘管及排风装置必须由可耐抛光液腐蚀的材料制 造1、 聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、环氧玻璃钢以及内衬上述材料 的钢槽均可用作电解抛光槽2、 电加热或蒸汽加热盘管可选用。