鋼鐵零件的電化學拋光
(1)材料種類的影響 鋼鐵材料的種類很多,對不同的鋼材應采用不同的拋光液。
(2)各種因素的影響 磷酸是拋光液的主要成分。它所生成的磷酸鹽粘附在陽極表面,在拋光過程中要作用。硫酸可以提高拋光速度,但含量不能過高,以免引起腐蝕。鉻酐可以提高拋光效果,使表面光亮。
電流密度對拋光質量有很大影響,對于不同的溶液應采用不同的電流密度,電流密度過低,整平作用差,過高會引起過腐蝕。溫度對拋光質量有一定的影響,但不是主要因素。
(3)操作注意事項
①新配制的溶液應在大陰極面積(陰極面積大于陽極面積幾倍)的情況下進行通電處理,使一部分六價鉻還原為 三價鉻。如果在使用過程中三價鉻增加過多時,則相反,即在大陽極小陰極的情況下進行通電處理。
②經常測定溶液的密度,并及時加水或加熱濃縮溶液。溶液中的磷酸、硫酸和鉻酐和三價鉻的含量應定期分析和調整。
③使用過程中由于陽極溶解鐵的含量逐漸升高,當鐵的含量(按Fe2 03計算)達到7%~8%時部分更換,或全部更換溶液。
④配制 先將磷酸與硫酸混合,鉻酐溶解于水,然后把酸的混合液倒人鉻酐水溶液中加熱8 0"C。在不斷攪拌下慢慢加入明膠(此時反應激烈)。反應結束后(大約1 h后)溶液變為均勻的草綠色。

2 處理溫度
從節省能源、改善勞動環境、降低生產成本、化學反應速度、處理時間和生產速度要求出發,在生產應用中普遍采用的是低溫或中溫前處理工藝。
工件除有液態油污外,還有少量固態油脂,在低溫下,固態油脂很難去除,因此脫脂溫度不管是浸泡還是噴淋均應選擇中溫范圍。如果只有液態油脂,選用低溫脫脂完全可以達到要求。
對一般銹蝕及氧化皮工件,應選擇中溫酸洗,方可保證在10min內徹底除掉銹蝕物及氧化皮。除非有足夠的理由,一般不選擇低溫或不加溫酸洗除銹,低溫酸洗僅限于如:工件銹蝕很少、無氧化皮;除銹時間不受限制;允許采用鹽酸酸洗等情況。
表面調整工序,通常不需加溫,一般就是常溫處理。
低溫或中溫磷化,磷化速度都沒有明顯的差別,都可在較短的時間內快速形成磷化膜。磷化后的工件,如果要求有較長的工序間存放時間,變應該選擇中溫磷化,才會有較好的防銹效果。
整個前處理過程,都可采用常溫不加溫洗方式,如果后一道水洗是熱水燙干,其水溫應在80℃以上。
3 處理時間
處理方式、處理溫度一旦選定,處理時間應根據工件的油污、銹蝕程度來定。一般可參考前處理劑使用說明書的處理時間要求。
4 工藝流程
根據工件油污、銹蝕程度以及底漆要求,分為不同的工藝流程。 [2]
4.1 完全無銹工件
預脫脂——脫脂——水清洗——表調——磷化——水清洗——烘干(電泳底漆時可不干燥,直接進入電泳槽)。這是標準的四工位流程,應用面廣,適合于各類冷軋板及機加工的無銹工件前處理,還可將表調劑加到脫脂槽內,減少一道表調工序。
4.2 一般油污、銹蝕、氧化皮混合工件
脫脂除銹“二合一”——水清洗——中和——表調——磷化——水清洗——烘干(或直接電泳)。這套工藝是國內應用為廣泛的流程,適合各類工件(重油污除外)的前處理;如果采用中溫磷化,還可省掉表調工序,簡單的板型工件,也可省掉中和工序,成為標準帶銹件的四工位工藝。
4.3 重油污、銹蝕、氧化皮類工件
預脫脂——水清洗——脫脂除銹“二合一”——水清洗——中和——表調——磷化——水清洗——烘干(或直接進入電泳槽)。對于重油污的工件,首先應進行預脫脂,除去大部分的油脂,以保證在下一步脫脂除銹“二合一”處理后,得到完全潔凈的金屬表面。
5 幾點注意事項
在工藝設計中有些小地方應該十分注意,即使有些是與設備設計有關的,如果考慮不周,將會對生產線的運行及工人操作產生很多不利的影響,如工序間隔時間,溢流水洗,磷化除渣,工件的工藝孔,槽體及加熱管材料等。
13.電化學拋光液內硫酸與磷酸之間有什么關系?
原因分析:硫酸較多,拋光速度過快,對金屬基體可加快腐蝕,磷酸較多,可在工件表面吸附一種黏膜,亮度下降,拋光速度變慢。當然也不排除其他因素。
解決方法:調整硫酸磷酸合適比例。也可以選擇“云清各種無鉻電解添加劑”配方。
14.工件拋光后表面無光澤,在淺黃色底子上有白色斑點,一般什么原因引起的?
原因分析:可能是電解拋光溶液中鉻酐含量過高,甚至超過1.5%。
解決方法:鉻離子屬于重金屬離子,對人體有致癌作用,污染環境,可選用無鉻拋光液。推薦使用“長程牌不銹鋼通用電解液”。
15.電解液成本核算主要是哪些? 主要是電費、電解液、整流器、電解槽、極板、銅棒、加熱管等。
16.不銹鋼各種材質在電解拋光時電流密度是多少?與電解成本有什么關聯?
原因分析:在市場常規情況下不銹鋼各種材質在電解液的密度為:200系列不銹鋼材質電流密度在25—50安培之間,300系列不銹鋼材質電流密度在15—30安培之間,400系列不銹鋼材質電流密度在30—55安培之間。
解決方法:可選用“長程牌不銹鋼通用電解液”200系列不銹鋼材質電流密度在15—25安培之間,300系列不銹鋼材質在10—15安培之間,400系列不銹鋼材質在25—30之間。電流密度越大,耗電量越大。而在電解成本核算中,電費所占的比例很大。

電化學拋光也稱電解拋光。電解拋光是以被拋工件為陽極,不溶性金屬為陰極,兩極同時浸入到電解槽中,通以直流電而產生有選擇性的陽極溶解,從而使工件表面光亮度增大,達到鏡面效果。
原理
電解拋光原理薄,凹處較厚,因凸起處電流密度高而溶解快,全球各界人士爭論很多,被大家公認的主要有黏膜理論。該理論主要為:工件上脫離的金屬離子與拋光液中的磷酸形成一層磷酸鹽膜吸附在工件表面,這種黏膜在凸起處較隨黏膜流動,凹凸不斷變化,以使工件粗糙表面逐漸被整平的過程
設備
(1)電源:電源可選用雙相220V,三相380V。
(2)整流器電解拋光對電源波形要求不是太嚴格,可選用可控硅整流器好高頻整流器。
①整流器空載電壓:0—20v②負載電壓(工作電壓):8—10v注:工作電壓低于6v,拋光速度慢,光亮度不足。整流器電流:根據客戶工件大小而定。
(3)電解槽及配套設施(陽極棒)
在槽上裝三根電極棒,中間為可移動的陽極棒,接電源陽極(或正極),兩側為陰極棒,連接電源陰極(負極)。
(4)加熱設施及冷卻設備
①加熱可選用石英加熱管,鈦加熱管。②冷卻可選用盤管,盤管可加熱可冷卻。
(5)夾具
好選用鈦做掛具,因為鈦較耐腐蝕,壽命長,鈦離子對槽液無影響。好不要用銅掛具,因為銅離子進入會在不銹鋼表面沉積一層結合力不好的銅層,影響拋光質量。銅裸露部位可用聚氯乙烯膠烘烤成膜,在接觸點刮去絕緣膜。
(6)陰陽極材料
陰陽極棒應用銅棒或銅管,銅管比電解槽長20厘米,陰極板應用合金鉛板,合金鉛板固定在陰極棒上,合金鉛板長為槽高加10厘米,鉛板寬根據槽長而定,一般為10厘米,20厘米。






