一、電化學拋(pao)光銑切原理
1. 黏膜的整平(ping)作(zuo)用(yong)
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(mo)的鈍化作(zuo)用
黏膜(mo)也會(hui)阻礙陽極(ji)的(de)(de)溶解，使陽極(ji)的(de)(de)極(ji)化(hua)作(zuo)用增大(da)，在表(biao)面(mian)上會(hui)生(sheng)成一層(ceng)氧(yang)化(hua)膜(mo)，具有一定的(de)(de)穩定性，使表(biao)面(mian)不受化(hua)學作(zuo)用，處于輕(qing)微(wei)鈍化(hua)狀態，表(biao)面(mian)便獲得光澤。
二、不銹(xiu)鋼電化學拋(pao)光(guang)銑切(qie)工藝
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(yu)量
溫度／℃ （50~100)(最佳(jia)70~80)
陰(yin)陽極(ji)面積(ji)之比 （1~1.5 ): 1
陽極電(dian)流(liu)密度（DA)/(A/d㎡) （10~55)(最佳20~50)
各(ge)組分及工藝條件的影響如下：
1. 磷(lin)酸含量的影(ying)響(xiang)
在硫(liu)酸(suan)15%,鉻酐(gan)15%,水余量，極(ji)距15mm,陽極(ji)電流密度25A/d㎡,時(shi)間10min,溫度50~100℃,不同(tong)磷酸(suan)含量的(de)影響見表10-3。
在實驗過(guo)程(cheng)中(zhong)，隨(sui)著磷(lin)酸含(han)(han)量的增加，電壓有升高的趨勢。從(cong)表10-3可見，磷(lin)酸含(han)(han)量在40%~90%范圍內(nei)均可。選(xuan)取60%~70%為宜(yi)。
2. 硫(liu)酸含量的(de)影響
在磷酸(suan)65%,鉻酐12%,水余量，極距15mm,陽極電流密度25A/d㎡,時(shi)間(jian)9min,溫度50~100℃,不同硫(liu)酸(suan)含量的影響見表10-4.
實驗過(guo)程中，隨著硫(liu)酸(suan)的(de)增(zeng)加(jia)，電(dian)壓有(you)下降(jiang)的(de)趨勢。硫(liu)酸(suan)超過(guo)15%以后，在液(ye)面產生大量的(de)氣泡。由(you)表10-4可見，硫(liu)酸(suan)含量在8%~15%之間均(jun)可，選(xuan)取硫(liu)酸(suan)12%為宜。
3. 鉻酐含量的影響
在磷(lin)酸(suan)65%,硫酸(suan)15%,水余量，極距15mm,陽極電流(liu)密度(du)20A/d㎡,時間8min,溫度(du)50~100℃,不同鉻酐含量的影(ying)響見表10-5。
隨著鉻(ge)酐含(han)(han)量(liang)(liang)的增加，電壓有下(xia)降(jiang)的趨勢。從表10-5可見，鉻(ge)酐含(han)(han)量(liang)(liang)在5%~15%之(zhi)間均可，選取(qu)鉻(ge)酐含(han)(han)量(liang)(liang)12%為宜(yi)。
4. 電流密度(du)大小的影響(xiang)
①. 電(dian)位(wei)－電(dian)流密度的斷(duan)續測定(ding)，每次(ci)更換試片，試片被拋光面積均為(wei)1d㎡.在磷酸65%,硫酸12%,鉻酐12%,水余量的溶液中進行，極距15mm,起始溫(wen)度50℃,結果見表10-6。
②. 電位－電流密度連續測(ce)(ce)定(ding)(ding)(ding)，不更換試(shi)片(pian)，一直測(ce)(ce)下去，其(qi)結果見表10-7。測(ce)(ce)定(ding)(ding)(ding)時的其(qi)他(ta)條(tiao)件均與(yu)斷續測(ce)(ce)定(ding)(ding)(ding)相同。
根(gen)據表10-6和表10-7的(de)結果(guo)，給出電位與(yu)電流的(de)密度曲線見圖10-10。
由圖(tu)10-10可(ke)見(jian)，陽(yang)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)上(shang)升(sheng)到(dao)3V,此時(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)流密(mi)(mi)(mi)度(du)緩慢上(shang)升(sheng)至4A/d㎡,試(shi)片表面不(bu)光(guang)亮(liang)(liang)，說明(ming)此區域不(bu)起電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)拋光(guang)作(zuo)用。電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)從3V升(sheng)到(dao)4V,電(dian)(dian)(dian)(dian)流密(mi)(mi)(mi)度(du)升(sheng)至10A/d㎡,試(shi)片表面光(guang)亮(liang)(liang)程度(du)仍(reng)不(bu)太理想，可(ke)能是由于(yu)離(li)子擴散速(su)率(lv)還稍(shao)大(da)于(yu)金(jin)屬(shu)溶(rong)(rong)解速(su)率(lv)，金(jin)屬(shu)表面的(de)黏性膜(mo)仍(reng)未生成，電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)拋光(guang)作(zuo)用仍(reng)不(bu)起作(zuo)用。電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)超過4V后，電(dian)(dian)(dian)(dian)流密(mi)(mi)(mi)度(du)呈直線上(shang)升(sheng)。此時(shi)，陰陽(yang)極(ji)上(shang)均有氣泡析(xi)出。試(shi)片表面的(de)光(guang)亮(liang)(liang)程度(du)優良，銑切均勻，有去毛(mao)刺(ci)作(zuo)用。陽(yang)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)與電(dian)(dian)(dian)(dian)流密(mi)(mi)(mi)度(du)如繼續提高，電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)反應(ying)甚為(wei)激烈，溶(rong)(rong)液(ye)沸騰，氣體大(da)量逸出，溶(rong)(rong)液(ye)處于(yu)不(bu)穩定狀態。綜上(shang)所述，電(dian)(dian)(dian)(dian)流密(mi)(mi)(mi)度(du)在(zai)10~55A/d㎡2均可(ke)取(qu)(qu)得(de)滿(man)意的(de)結(jie)果(guo)。故(gu)電(dian)(dian)(dian)(dian)流密(mi)(mi)(mi)度(du)取(qu)(qu)20~50A/d㎡2為(wei)宜。
5. 陰陽極間距離
陰陽極間距(ju)離的(de)(de)(de)(de)大(da)小(xiao)將(jiang)(jiang)直(zhi)接影響電(dian)(dian)(dian)能的(de)(de)(de)(de)利用(yong)率。極距(ju)過(guo)大(da)，大(da)量電(dian)(dian)(dian)能將(jiang)(jiang)消耗于電(dian)(dian)(dian)拋(pao)液的(de)(de)(de)(de)歐姆電(dian)(dian)(dian)阻(zu)，產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)熱(re)能使電(dian)(dian)(dian)拋(pao)液溫(wen)度升高(gao)，極距(ju)過(guo)小(xiao)，容易造成阻(zu)塞(sai)或短路(lu)。表10-8為在其他條件(jian)相同時，電(dian)(dian)(dian)流密(mi)度30A/d㎡,不同極距(ju)所(suo)需要的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓值。
由表10-8可見(jian)，極距(ju)宜小，以不影響電拋液(ye)的流動和短路(lu)為原則。
6. 溫度的(de)影響
①. 溫度低。 電(dian)流效率低，拋(pao)光不亮或(huo)緩慢。呈灰(hui)白色，無(wu)銑切能力和去毛刺作用(yong)。
②. 溫度高至(zhi)60℃，溶液擴散作用強，陽極溶解加快(kuai)，電拋光(guang)性能(neng)好，毛刺除去不(bu)倒手。
③. 溫度太高(gao)至100℃，溶液沸騰(teng)，大量氣體(ti)逸(yi)出，表面(mian)拋光優(you)良，去毛刺不倒手，但惡化(hua)操(cao)作環境(jing)。
不同溫(wen)度對(dui)拋光和(he)去毛(mao)刺的(de)效(xiao)果見表(biao)10-9.
溫度可選在70~80℃為(wei)宜。
工藝配方中(zhong)各組(zu)分的作用(yong)如下(xia)：
①. 磷酸的作用
磷酸(suan)(suan)是電拋(pao)光、銑(xian)切、去毛刺溶(rong)液(ye)的(de)(de)主要(yao)(yao)成分。屬(shu)于中等強度的(de)(de)無機酸(suan)(suan)，是促進(jin)稠性黏(nian)膜的(de)(de)必(bi)不(bu)可少的(de)(de)組(zu)分，其主要(yao)(yao)作(zuo)用是增(zeng)進(jin)拋(pao)光效果，因此，在拋(pao)光液(ye)中的(de)(de)含量比較高。若磷酸(suan)(suan)含量低(di)，使溶(rong)液(ye)相(xiang)對(dui)密度減(jian)少，黏(nian)度減(jian)小，使離子擴(kuo)散速率加大，對(dui)金屬(shu)的(de)(de)溶(rong)解加快(kuai)，不(bu)能(neng)達到整平和拋(pao)光的(de)(de)目的(de)(de)。但磷酸(suan)(suan)濃度也不(bu)宜(yi)過高，否則電阻增(zeng)大，電流升不(bu)上，使反(fan)應緩慢。
②. 硫酸的(de)作用
硫(liu)(liu)酸(suan)能(neng)提高溶(rong)液(ye)的(de)導電率，改善分散能(neng)力(li)，提高陽(yang)極電流效率，加速(su)銑切和去毛刺作(zuo)用。硫(liu)(liu)酸(suan)含(han)量(liang)控制在(zai)15%以下。硫(liu)(liu)酸(suan)含(han)量(liang)過高時，液(ye)面(mian)易產生(sheng)大量(liang)的(de)氣泡，惡化操作(zuo)條件(jian)，此外，使(shi)電拋(pao)液(ye)的(de)化學溶(rong)解(jie)能(neng)力(li)強，不(bu)易得到光(guang)亮的(de)表面(mian)，且使(shi)溶(rong)液(ye)中(zhong)的(de)六價鉻(ge)還原成(cheng)三價鉻(ge)的(de)速(su)度加快(kuai)，易使(shi)電解(jie)液(ye)老化。
③. 鉻(ge)酐的作用
鉻(ge)酐(gan)能使(shi)不銹(xiu)鋼(gang)表(biao)面(mian)形成氧化(hua)薄層，局部鈍化(hua)，保持其不受化(hua)學(xue)腐蝕，以獲得(de)光亮表(biao)面(mian)，有利于尖端毛刺(ci)電(dian)化(hua)學(xue)溶(rong)解(jie)速率的(de)加快。鉻(ge)酐(gan)濃(nong)度(du)太低，不易獲得(de)光亮表(biao)面(mian)。濃(nong)度(du)太高時在(zai)大電(dian)流(liu)(liu)下，易產生沉淀(dian)析出，降低電(dian)流(liu)(liu)效(xiao)率，使(shi)拋光表(biao)面(mian)產生麻點等(deng)過腐蝕。三價鉻(ge)超過15g/L時，拋出來的(de)表(biao)面(mian)呈烏光色。
三、電化學拋光(guang)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(rong)液的老化
由于不銹鋼(gang)的(de)鐵、鉻、鎳等金屬元素在電(dian)化學過程中被溶(rong)(rong)人電(dian)拋(pao)光溶(rong)(rong)液(ye)中，這(zhe)些雜質(zhi)一(yi)旦積累到一(yi)定程度，使溶(rong)(rong)液(ye)黏(nian)稠(chou)，電(dian)阻(zu)增大，使不銹鋼(gang)表面拋(pao)不光亮。雜質(zhi)中三價(jia)鉻起了主要的(de)作用。三價(jia)鉻的(de)來源有：
①. 不銹鋼的鉻元素溶解成三價鉻；
②. 溶液中六(liu)價(jia)鉻(ge)(ge)（鉻(ge)(ge)酐所含的(de)鉻(ge)(ge)）還原成三(san)價(jia)鉻(ge)(ge)。
陰(yin)極(ji)面(mian)積過大，使(shi)(shi)六價(jia)(jia)鉻(ge)(ge)接受(shou)電(dian)子還原成三(san)價(jia)(jia)鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)速度加快。相(xiang)反(fan)，陰(yin)極(ji)面(mian)積減小(xiao)，陽極(ji)面(mian)積增大，電(dian)流開大，陽極(ji)上產生的(de)(de)(de)(de)氧原子會(hui)使(shi)(shi)三(san)價(jia)(jia)鉻(ge)(ge)氧化(hua)為六價(jia)(jia)鉻(ge)(ge)。如果溶液中三(san)價(jia)(jia)鉻(ge)(ge)含(han)量(liang)太(tai)高時，可增加陽極(ji)面(mian)積，使(shi)(shi)陰(yin)極(ji)面(mian)積：陽極(ji)面(mian)積＝1:5時，大電(dian)流電(dian)解處理，可使(shi)(shi)三(san)價(jia)(jia)鉻(ge)(ge)含(han)量(liang)降低，六價(jia)(jia)鉻(ge)(ge)含(han)量(liang)升高。在平(ping)常的(de)(de)(de)(de)電(dian)拋光過程中，陰(yin)陽極(ji)面(mian)積保持在（1~1.5):1,使(shi)(shi)溶液中的(de)(de)(de)(de)三(san)價(jia)(jia)鉻(ge)(ge)不會(hui)很(hen)快積累，延(yan)緩溶液的(de)(de)(de)(de)老化(hua)過程的(de)(de)(de)(de)時間。
