一、電化學(xue)拋光銑(xian)切原理
1. 黏(nian)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. 黏膜的鈍化作(zuo)用
黏膜也(ye)會阻礙陽極(ji)的(de)(de)溶解，使(shi)陽極(ji)的(de)(de)極(ji)化(hua)作用增大，在(zai)表面(mian)(mian)上會生(sheng)成一(yi)層(ceng)氧(yang)化(hua)膜，具有一(yi)定的(de)(de)穩定性，使(shi)表面(mian)(mian)不受化(hua)學(xue)作用，處于輕微鈍化(hua)狀態(tai)，表面(mian)(mian)便獲得光澤。
二、不銹(xiu)鋼(gang)電化學拋光銑切工藝
溶液成分(fen)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(yu)量
溫(wen)度／℃ （50~100)(最佳70~80)
陰陽極面(mian)積之比 （1~1.5 ): 1
陽極(ji)電流密度（DA)/(A/d㎡) （10~55)(最佳(jia)20~50)
各組(zu)分(fen)及工藝條件的影響(xiang)如下：
1. 磷(lin)酸(suan)含量(liang)的影響
在硫酸15%,鉻酐15%,水余量，極距15mm,陽極電流密度25A/d㎡,時間(jian)10min,溫度50~100℃,不同磷酸含量的影響見表10-3。
在(zai)實驗(yan)過程中，隨著磷酸含量的增加，電壓(ya)有升高的趨勢。從表(biao)10-3可見，磷酸含量在(zai)40%~90%范(fan)圍內均(jun)可。選(xuan)取(qu)60%~70%為宜。
2. 硫酸含量(liang)的影響
在磷酸(suan)65%,鉻(ge)酐12%,水余量(liang)，極距15mm,陽極電流密度25A/d㎡,時(shi)間9min,溫度50~100℃,不同硫(liu)酸(suan)含(han)量(liang)的影響見(jian)表10-4.
實驗過(guo)程中(zhong)，隨著硫酸(suan)(suan)的(de)增加，電壓有下降的(de)趨勢。硫酸(suan)(suan)超過(guo)15%以后，在液(ye)面(mian)產生大量的(de)氣(qi)泡。由表10-4可(ke)(ke)見(jian)，硫酸(suan)(suan)含量在8%~15%之(zhi)間均可(ke)(ke)，選(xuan)取硫酸(suan)(suan)12%為宜。
3. 鉻酐含量(liang)的影(ying)響
在磷酸65%,硫酸15%,水余量，極(ji)(ji)距(ju)15mm,陽(yang)極(ji)(ji)電流密度(du)20A/d㎡,時間8min,溫(wen)度(du)50~100℃,不(bu)同鉻酐含量的影響(xiang)見表10-5。
隨(sui)著(zhu)鉻酐含量(liang)的(de)增加，電壓有(you)下降的(de)趨勢(shi)。從表10-5可(ke)見，鉻酐含量(liang)在(zai)5%~15%之間均可(ke)，選取鉻酐含量(liang)12%為宜。
4. 電流(liu)密度大小的影響
①. 電位－電流密度的斷(duan)續測定(ding)，每(mei)次更換試片，試片被拋光面積(ji)均為1d㎡.在磷酸(suan)65%,硫酸(suan)12%,鉻(ge)酐12%,水(shui)余(yu)量的溶液中進行，極距15mm,起始溫度50℃,結果見表(biao)10-6。
②. 電位－電流密度(du)連(lian)續測(ce)定，不更換試(shi)片，一直測(ce)下(xia)去(qu)，其結果見(jian)表10-7。測(ce)定時的(de)其他條件(jian)均與斷續測(ce)定相同。
根據(ju)表10-6和(he)表10-7的結果，給(gei)出(chu)電(dian)位與電(dian)流(liu)的密度曲(qu)線見圖10-10。
由圖10-10可見，陽極電(dian)(dian)位(wei)上(shang)升(sheng)到3V,此時(shi)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)度緩慢(man)上(shang)升(sheng)至4A/d㎡,試片(pian)表(biao)面不(bu)光(guang)亮(liang)(liang)，說明此區域不(bu)起電(dian)(dian)化(hua)學(xue)拋光(guang)作(zuo)用。電(dian)(dian)位(wei)從3V升(sheng)到4V,電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)度升(sheng)至10A/d㎡,試片(pian)表(biao)面光(guang)亮(liang)(liang)程度仍不(bu)太理(li)想，可能是由于離子擴散速(su)率(lv)還稍大于金屬(shu)溶解速(su)率(lv)，金屬(shu)表(biao)面的黏(nian)性膜仍未生成，電(dian)(dian)化(hua)學(xue)拋光(guang)作(zuo)用仍不(bu)起作(zuo)用。電(dian)(dian)位(wei)超過4V后，電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)度呈直線上(shang)升(sheng)。此時(shi)，陰(yin)陽極上(shang)均有氣泡析出。試片(pian)表(biao)面的光(guang)亮(liang)(liang)程度優良，銑切均勻(yun)，有去(qu)毛刺作(zuo)用。陽極電(dian)(dian)位(wei)與電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)度如(ru)繼續提高(gao)，電(dian)(dian)化(hua)學(xue)反(fan)應甚為激烈，溶液沸騰，氣體大量逸(yi)出，溶液處于不(bu)穩定狀態。綜(zong)上(shang)所(suo)述，電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)度在(zai)10~55A/d㎡2均可取得滿(man)意的結果(guo)。故電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)度取20~50A/d㎡2為宜。
5. 陰陽極間(jian)距離(li)
陰陽極(ji)間距離(li)的(de)大小(xiao)將直接影響電(dian)(dian)能的(de)利用率。極(ji)距過(guo)大，大量電(dian)(dian)能將消耗于電(dian)(dian)拋液(ye)的(de)歐姆(mu)電(dian)(dian)阻，產生(sheng)的(de)熱能使電(dian)(dian)拋液(ye)溫(wen)度(du)升高，極(ji)距過(guo)小(xiao)，容易造成阻塞或(huo)短路。表10-8為(wei)在其他條(tiao)件相同(tong)時(shi)，電(dian)(dian)流密度(du)30A/d㎡,不同(tong)極(ji)距所需要的(de)電(dian)(dian)壓值。
由表10-8可(ke)見(jian)，極(ji)距宜小(xiao)，以不影響電拋液(ye)的流動和短路為原則(ze)。
6. 溫(wen)度的影響
①. 溫度(du)低。 電流(liu)效率低，拋光不亮或緩(huan)慢。呈(cheng)灰白色，無銑切(qie)能力和去毛刺(ci)作用(yong)。
②. 溫度高至60℃，溶(rong)液擴(kuo)散作(zuo)用(yong)強，陽極(ji)溶(rong)解加快，電拋光(guang)性能好，毛刺除去不倒(dao)手。
③. 溫度太高至100℃，溶液沸(fei)騰，大量氣體逸出，表面(mian)拋光優良，去毛刺不倒手，但(dan)惡化操(cao)作環境。
不同溫度對拋光(guang)和去毛(mao)刺的效果見表10-9.
溫度可選在(zai)70~80℃為宜。
工藝配方中各組分的作(zuo)用(yong)如下：
①. 磷(lin)酸的作用
磷(lin)酸是電拋光(guang)(guang)、銑切、去毛刺(ci)溶(rong)液(ye)的(de)主(zhu)要成分(fen)。屬于中等強度(du)的(de)無機酸，是促進稠性黏(nian)膜(mo)的(de)必不可少(shao)的(de)組(zu)分(fen)，其(qi)主(zhu)要作用是增進拋光(guang)(guang)效果，因此，在拋光(guang)(guang)液(ye)中的(de)含量比較高。若磷(lin)酸含量低，使溶(rong)液(ye)相對密度(du)減(jian)少(shao)，黏(nian)度(du)減(jian)小(xiao)，使離子擴散速率加(jia)大(da)，對金屬的(de)溶(rong)解加(jia)快，不能(neng)達到整平(ping)和拋光(guang)(guang)的(de)目(mu)的(de)。但磷(lin)酸濃(nong)度(du)也不宜(yi)過高，否則電阻增大(da)，電流(liu)升不上(shang)，使反應緩慢。
②. 硫酸的(de)作用
硫(liu)酸能提高溶液的(de)導電(dian)率，改(gai)善分(fen)散(san)能力，提高陽極電(dian)流效(xiao)率，加(jia)速銑切和(he)去毛(mao)刺作用。硫(liu)酸含(han)量控制在(zai)15%以下(xia)。硫(liu)酸含(han)量過高時，液面(mian)易產生大量的(de)氣泡，惡化(hua)操作條件，此外，使電(dian)拋液的(de)化(hua)學溶解(jie)能力強，不易得到光亮的(de)表面(mian)，且使溶液中的(de)六價(jia)鉻還原成(cheng)三(san)價(jia)鉻的(de)速度加(jia)快，易使電(dian)解(jie)液老化(hua)。
③. 鉻酐(gan)的作用
鉻(ge)酐能使(shi)不(bu)銹鋼表(biao)面(mian)形成氧化(hua)(hua)薄層，局(ju)部鈍化(hua)(hua)，保持其不(bu)受化(hua)(hua)學(xue)腐蝕，以獲得光(guang)(guang)亮表(biao)面(mian)，有利于尖端(duan)毛刺電(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)溶解速率(lv)的加快。鉻(ge)酐濃度太低(di)，不(bu)易(yi)獲得光(guang)(guang)亮表(biao)面(mian)。濃度太高時(shi)在大電(dian)(dian)流下，易(yi)產生(sheng)沉(chen)淀析(xi)出，降低(di)電(dian)(dian)流效率(lv)，使(shi)拋光(guang)(guang)表(biao)面(mian)產生(sheng)麻點(dian)等過(guo)腐蝕。三價鉻(ge)超過(guo)15g/L時(shi)，拋出來的表(biao)面(mian)呈烏光(guang)(guang)色。
三、電化(hua)學拋(pao)光銑切去毛刺
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(ye)的老化
由(you)于不(bu)銹鋼的鐵(tie)、鉻、鎳等金屬元素在電化(hua)學過程(cheng)中(zhong)被溶人電拋(pao)光溶液(ye)(ye)中(zhong)，這些(xie)雜質(zhi)一旦積(ji)累(lei)到一定(ding)程(cheng)度，使溶液(ye)(ye)黏稠，電阻增大，使不(bu)銹鋼表(biao)面拋(pao)不(bu)光亮。雜質(zhi)中(zhong)三(san)價(jia)鉻起了(le)主要(yao)的作用(yong)。三(san)價(jia)鉻的來(lai)源有：
①. 不(bu)銹鋼的鉻元素溶解成三價鉻；
②. 溶液(ye)中六價鉻(ge)(ge)（鉻(ge)(ge)酐所(suo)含的(de)鉻(ge)(ge)）還(huan)原成三價鉻(ge)(ge)。
陰(yin)極(ji)面(mian)積(ji)(ji)過大(da)，使(shi)(shi)六價(jia)(jia)鉻接(jie)受電(dian)子(zi)還原(yuan)(yuan)成三(san)價(jia)(jia)鉻的(de)(de)(de)速(su)度加快(kuai)。相反，陰(yin)極(ji)面(mian)積(ji)(ji)減小，陽(yang)極(ji)面(mian)積(ji)(ji)增大(da)，電(dian)流開大(da)，陽(yang)極(ji)上產生的(de)(de)(de)氧(yang)原(yuan)(yuan)子(zi)會使(shi)(shi)三(san)價(jia)(jia)鉻氧(yang)化為六價(jia)(jia)鉻。如果溶液(ye)(ye)中(zhong)三(san)價(jia)(jia)鉻含(han)量(liang)太(tai)高(gao)時(shi)，可(ke)增加陽(yang)極(ji)面(mian)積(ji)(ji)，使(shi)(shi)陰(yin)極(ji)面(mian)積(ji)(ji)：陽(yang)極(ji)面(mian)積(ji)(ji)＝1:5時(shi)，大(da)電(dian)流電(dian)解處(chu)理，可(ke)使(shi)(shi)三(san)價(jia)(jia)鉻含(han)量(liang)降低，六價(jia)(jia)鉻含(han)量(liang)升高(gao)。在平常的(de)(de)(de)電(dian)拋光(guang)過程中(zhong)，陰(yin)陽(yang)極(ji)面(mian)積(ji)(ji)保持(chi)在（1~1.5):1,使(shi)(shi)溶液(ye)(ye)中(zhong)的(de)(de)(de)三(san)價(jia)(jia)鉻不會很快(kuai)積(ji)(ji)累，延緩溶液(ye)(ye)的(de)(de)(de)老化過程的(de)(de)(de)時(shi)間。
