電解拋光能夠使生產的不銹鋼表面滿足較高等級的凈和清潔度要求。工業方面的應用實例說明了電解拋光對不同衛生標準的影響以及它的實際應用。電解拋光結果的先決條件是材料、結構技術和加工制造工藝的謹慎協調。
1 問題確定
本文中提到的不銹鋼可被認為是合金中不生銹較低含鉻量13%的不銹鋼。更為常見的不銹鋼含鉻量大于17%,同時加入鎳和鉬。顯微組織可以是鐵素體、奧氏體或雙相組織。
在要求凈度極高的系統中越來越多地使用的是奧氏體鉻-鎳-鉬鋼,表面處理對于可達到的操作結果是至關重要的。電解拋光被證明是能滿足這些要求的一種安全和經濟的操作工藝。
2 凈度標準
適合在凈度要求的系統中使用的表面取決于兩個性質:
?表面本身不應當將任何物質轉移到接觸介質。
?不應當有外部雜質粘附到表面,表面也不能與周圍的介質產生催化反應。
個性質稱為表面凈的‘內因’,第二個性質稱為‘外因’。
表面內部凈主要是由耐腐蝕性、材料微粒析出性能和擴散性能決定的。對于耐腐蝕的鋼,這些性能很大程度上決定于表面下層材料的狀況,通過電解拋光可對它們產生影響,并得到提高。
對于外部凈度,不銹鋼表面的粘附和清潔性能,同樣還有它們的鈍化性以及催化行為主要是由表面的能量狀態和顯微結構決定的。通過電解拋光可很大程度地直接影響這兩種性能。
3 電解拋光的影響
在加工制作過程中,表面要經過一系列的處理,這些處理導致了外形、結構紋理、合金成分、凈度和能量狀態方面的變化。制作過程完成時,產生的表面通常在結構和性能方面大不相同,大多數情況下與基體材料相反。
這些受損傷的表層能被去除,采用電解拋光不需更大的壓力就可到一定深度,在此處材料仍處于一種無雜質的,原來的形狀。因此表面性能在一個單獨的工藝步驟內就可整體提高到一定程度,而用其他任何工藝不可能達到。
影響電解拋光效果的主要因素: 一、電解拋光電解液,電解液選用的合理與否是直接影響電解拋光效果的基本因素之一。
1擴散系數小,黏度大。
2易與溶解下來的金屬離子形成擴散速度更小的多核聚合配合物。本身是一種黏膜稠的酸。
二、電解拋光電流密度和電壓,通常應控制在極限擴散電流控制區,中陽極極化曲線的平坦區。
1低于此區的電流密度時,表面會出現腐蝕。 2高于此電流密度區時,因有氧氣析出,表面易出現氣孔、麻點或條紋。
3平坦區不是固定不變的,它會隨溫度、配位劑的濃度和添加劑的種類而變化。
三、溫度,溫度對陽極極化曲線的影響曲線。 1電解液溫度升高,極限擴散電流逐漸增大,當溫度高于90度時,表面拋光的起始電流密度大,陽極銅片的溶解速度過快,因而銅片表面易生成點狀或條狀腐蝕。
2當電解液溫度低于60度時,傳質過程慢,拋光的起始電流密度太低,陽極銅片的溶解速度慢,溶解下來的離子不能很快地擴散開來,容易在陽極表面形成CU和HEDP的多核配合物,使用權銅片表面出現沉淀物膜槿麻點。
四、1拋光時間1被拋光零件的材質及其表面的預處理程度。 2陽、陰極間的距離。 3電解液的拋光性能及溫度。
4電拋光過程使用的陽極電流密度的大小及槽電壓的高低。
5工藝上對拋光表面光亮度的要求等。
五、陽極、陰極極間距離。
1便于調整電流密度到工藝規范,并盡量使拋光件表面的電流密度分布得均勻一致些。 2盡量減少不必要的能耗,因電解液濃度高、電阻大、耗電量較大。
3陰極產生的氣體攪拌已破壞了黏液層,降低了拋光效果。
六、拋光前工件表面狀態及金相組織。 1被拋光工件表面的金相組織越均勻,越細密,(如金屬)越有利于拋光過程的進行,而且拋光效果也越好。
2被拋光工件的材料為合金,特別是多組分合金時,拋光工藝的控制比較麻煩。
3當被拋光工件的金相組織不均勻,特別是含有非金屬萬分時,就會使電拋光體系呈現出不一致的電化學敏感性。
4工件在拋光前表面處理得越干凈越細密,越有利于電拋光過程的進行,越容易獲得預期的拋光效果。