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不锈钢电解抛光技术干货分享

文章出处:www.anjiecheng.net 人气:发表时间:2019-09-02 21:41:48

不锈钢电解抛光技术干货分享


不锈钢电解抛光主要是以被抛光工件为阳极,不溶性金属为阴极,两极同时浸入电解抛光槽中,通以直流电,从而产生有选择性的阳极溶解,阳极表面光亮度增大,这种过程与电镀过程正好相反。
 
 
电解抛光是把要抛光的工件放人导电的特制溶液(电解液> 中,将工件接通电源的正极(阳极>,把电源的负极(阴极)接在不溶性的导电材料上,通过电流, 在一定条件下可使工件表面溶解,使表面不平处平滑。
 
电解抛光工序的显著的优点就是:当电源具有足够的电力时工序的持续时间与被加工表面的大小无关,在盛有电解液的槽中,可以同时装人大量的小工件或装人几 个大工件•工序的持续时间仅仅决定于电解抛光的工作条件„因此.在很多情况 下,电解抛光的生产率要比机械抛光大得多。被加工表面的形状对 生产率几乎没有影响.
 
在电解抛光时,抛光促使表面平滑的能力理想的情况是凹陷底部究全不溶,而凸出部分溶解,从而达到微观整平.
 
 
操作方法:
 铅板做阴极(负极),工件做阳极(正极),60-65度,电流密度10-25安培/平方分米,电压8—10伏,时间5-8分钟。  
 
工艺流程:
(除油除锈活化→水洗→晾干)→电解抛光→水洗→钝化→水洗→中和→水洗。
 
操作注意事项:
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、铬元素不断转变为金属离子溶入抛光液内而不在阴极表面沉积。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。
 
电解抛光工艺用一个高的电流密度维持工件表面膜的生成和溶解的动态平衡, 使工件表面保留一层厚度一定的、致密的薄膜。因此,工件表面条件必须很好并且 各处一致,接触电解液的工件表面温度必须均匀一致,高电流密度时,电极表面细 小致密的气泡层必须尽量除去.为了达到这个目的,应该保持电解液和工件表面有 较高的相对运动;电解抛光槽要有相当的深度,保证有足够的槽液,并能在电极振 动时有足够的空间;清洗水槽要尽可能靠近I电极振动设备安装在槽体的两端,电 解时振动阳极(工件),有时也称为移动阳极或摇动阳极;酸性槽液用铅管通蒸汽 或热水加热。电解抛光开始时需要加温,达到额定溫度后需要冷却降温。
 
 
电化学抛光与手工机械抛光相比,能发挥下列优点,
1.产品内外色泽一致.请洁光宪,光洚持久,外观轮廓清晰;
2.螺纹中的毛刺在电解抛光过程中溶解脱落,螺纹间配合松滑,防止螺纹间咬死咬合现象。
3.抛光面抗腐蚀性能增强
4.与机械抛光相比,生产效率高,生产成本低。
 
 
不锈钢电解抛光液的维护:
 
(1>不锈钢工件在电电解抛光之前必须彻底除油.并用去污粉清洗,以免油污污 染抛光槽液.
 
(2>在使用过程中需要经常测量电化学抛光液的相对密度。如果相对密度小于规定值.表明电化学抛光液含水过多,可用蒸发法将溶液加热至80°以上. 将多余水分除去,体积不足部分可按说明书比例补充磷酸和硫酸,在工件进入电化学抛光槽之前。建议先将工件上所附着的水分沥干或吹干.如果相对密度太高,超过说明书规定值,.表示水分过少,要适当补充少量水,使相对密度降至限定值,有条件的请按周期化验分析溶液,根据结果及时进行调整,
 
(3>溶液的老化,由于抛光过程中不锈钢表面的溶解,溶液中的铁、镍,铬含量将逐渐升高,此时溶液逐渐失去抛光能力。无论如何增高电流电压,提高温度,均无助于恢复抛光能力。分析溶液,如铁含量超过60g/L,三价铬含量超过25g/L、说 明溶液已经老化,在高浓度磷酸的存在下.铁、辂(三价)均呈酸式磷酸二氢铁Fe(H2PO4)3或磷酸二氢铬Cr(H2PO4)3形式存在,不易沉淀.只有当形成 磷酸铁或磷酸铬时才会沉淀于槽底,磷酸浓度较低的电解抛光液具有自净化能力。对于抛光液再生,恢复抛光能力,有两种方法可供选择。一个方法是适当加水稀释溶液,降低酸度,铁,铬,镍等杂质可以局部呈现磷酸盐沉淀,除去槽底沉淀,然后再加热蒸发水分,恢复原有的相对密度,此法操作起来较复杂繁琐,需要消耗较大的能源和时间。另一方法是更换部分溶液,最好保留20%的旧电解抛光液,补充80%的新溶液。可以少通电或者不通电处理,很快即可实现正常抛光。
 
<4>淸理阴极铅板,在抛光过程中阴极铅板会沉积出一层厚厚的铁、镍、铬、磷酸盐等杂质,影响阴极表面导电,导致电流下降,使抛光表面的阳极电流密度也上不去, 严電影响抛光质置,因此•耍及时将阴极板上的沉积物除去,有时形成硬质厚膜, 要强力敲打才能除下.最后冲洗干净,以保持整个电路通畅。
 
(5>阴极与阳极面枳比。阴极面积控制在阳极面积的1/2〜1/3.5,在此情况 下.可以防止三价铬的增长,过多的三价铬在阳极表面被氧化成六价铬。三价铬含量过多.易使抛光液老化。
 
(6>阴阳极之间的极距。阴极与阳极之间的距离过大、电阻增大,电能消耗增 大.溶液容易升温,影响抛光质量,距离过小,易造成短路打火,烧黑制品。阴极 与阳极之间的距离以100〜300mm为宵。
 
(7)象形阴极,对抛光一些复杂的大型工件,可制作象形阴极,以保持阳极电流分布均匀.特别是对内腔工件,有适当的象形阴极安置在内腔中.才能使内腔各部位拋光一致。
 
(8)迸出槽要切断电源。在电化学抛光时,由于电流密度较高,给电流较大. 因此-工件在进出抛光槽时,要先切断电源,不可带电挂或摘夹具,以防止产生电 火花,引起电解产生,并会使聚集在槽面上的氢气和氧气混合气发生爆炸。
 
(9)控制槽液温度。由于强大的电流通过槽液,会使槽液升温,在连续操作中 要采取冷却措施,使用冷冻机冷却不断升温的槽液。拋光液的温度应适度维持在限定的工艺范围内.使不锈钢表面抛光整平速率维持正常,以便有效降低电解液的温度,减少阳极黏膜的厚度,加速阳极溶解产物的扩散,使溶液对流加快,有利千(E 极上滞留气泡联附.避免产生斑点'麻I溫度过高,会导致溶液过热,加速M 铬向⑶铬的转变,易产生表面腐蚀。温度过低,使溶液粘稠度增大.阳极表面黏膜增厚,不利于阳极溶解物的扩散,使得整平效果明显降低。
 
(10)控制合适的阳极电流密度。不锈钢零件电化学抛光时,阳极电流密度与 金属的溶解几乎呈正比。只有选择好阳极电流密度,并控制在一定的阳极电位区 间.才能获得良好的电化学抛光质量,阳极电流密度的最佳值,要根据不同的电解 液配方.通过实际抛光,观察抛光所得最佳值确定。阳极电流密度过小,零件表面发生一般的阳极溶解,起不到抛光效果。阳极电流密度过大,黏膜被击穿,氧气猛烈析出,呈气流状,表面过热,导致电解抛光液扩散加剧,黏膜被破坏,不复存在,发生电化学腐蚀,导致发黑,发灰……
 
(11)阳极移动。阳极移动使阳极溶解产物加快扩散出去,起到搅拌作用,有 效地排除阳极表面滞留的气泡,避免产生的气流生成条纹,防止局部过热造成表面 过腐浊。阳极移动有助于提高阳极电流密度,拋高不锈钢零件的电化学抛光表面质量。
 
(12)氯离子的危害.在不锈钢电解抛光液中不允许有氯离子存在,氯离子能破坏电化学抛光中表面形成的保沪性黏膜,使不锈钢表面形成过腐蚀件的麻点。氯离子可在阳极高电流密度上氧化成氯气逸出而除去。氯离子的来源可能是用盐酸酸 洗后未洗净而带人槽液,或原料中的不纯物氯离子引入。
 
(13)新配成的电拋光液如果没 有化学反应产生三价铬,还不能获得良好的抛光表面。只有当电解到溶液中有一定量的三价铬存在时,才能出现理想的抛光表面e这就是为什么新配的电解抛光液 要充分电解后才能进行正常的抛光工作。三价铬是绿色的。它们在电解液中使溶液呈黄绿色。这就是为什么通电处理 后才可电解抛光《<最佳的抛光质量是在电解过程的中间阶段。在生产过程中电解抛 光液要保持黄绿色t此时,根据化学分析数据,电解液的颜色,如果颜色呈黄 色为主,表明电解液含C0+偏高,可加入适M+的明胶或甘油,使其部分六价铬还 原为三价铬,或通过大阴极小阳极电解产生三价铬。如果颜色呈深绿色,表明电解液含六价铬高了,可通过大阳极小阴极电解抛光液,使三价铬部分转变成六价铬,同时可改善溶液的抛光质量。
 
(14)金属抛除量。如果电解抛光时阳极电流密度为20A/dmz,时间为4min 时,用工具金相显微镜观测,不锈钢零件的螺纹内径的金属抛除量为每分钟约 0. 001mm,螺纹外径的金阃拋除量为0. 002mm,齿形基本无变化,仅齿的顶部略 有抛钝•阳极电流密度增加,其金属拋除量呈比例增大^对于精密尺寸的不锈钢零 件的尺寸应考虑电化学拋光后的金属抛除量
 
 
 
电化学抛光用电源、设备和夹具
 
(1>电源。抛光对电源波形要求不严,因此,一般使用的直流发电机、硅整淀 器或可控硅整流器等均可。电源电压空载要求〇〜20V可调,带负荷的负载为8〜 10V工作电压。工作电压低于6V,抛光速率慢,光亮度不足。
 
(2)电化学抛光槽。可用聚氣乙烯硬板材焊接而成,其上装有三根电极棒,中间为可移动的阳极棒,接电源阳极,两侧为阴极棒,并连接电源阴极。槽上应有加 温和冷却装置。加热可安装钛加热管,降温可安装通冷水的钛管。也可以采用厚度 5mm的钢板制成内外夹套槽,内槽上面衬铅皮5mm厚,或衬软的厚度3mm的聚 氯乙烯塑料片,夹套中可通水和蒸气,以便进行加热和冷却,可以自如地控制槽内 抛光液的温度。
 
(3)夹具材料„用钔合金或纯钛材料制作的夹译比较理想„它们导电好,有一 定的弹性和刚性.耐梅蚀.寿命长。铝或钛离子进人电解抛光液无不良影响。不宜使用铜、黄铜或磷铜作夹具,铜离子进入电解液中,在阴极上析出,在断电取零件的瞬 时,在不锈钢表面会立即置换上一层结合力不良的铜层覆盖在抛光表面,严重影响 抛光质童.为了提高夹具的使用寿命,夹具裸露部位必須包上聚氯乙烯胶带,或涂 上聚氣乙烯糊状树脂或绿钩胶,然后在200°烘箱上烤熔成膜,如此要进行多次, 使膜达到一定的厚度。然后在接触点处用小刀刮去绝缘膜,露出金属面以利于导电。每次使用时都要在碱液中活化接触点。
 
(4>夹具的导电能力。电化学抛光时所用的电流密度比较高.一般情况下,一槽电流通过可达数以千安计,夹具设计制作时要考虑零件所用最大电流要能够通过 夹具的导电板而不至于过度发烫,对铝板以每平方毫米通过电流不超过4A为宜, 夹具温升太高,不便于提放,更易使夹具失去弹性及夹持零件的能力,夹具连接零 件的接触面积要合理。根
据抛光表面形状和电流在溶液中的分布,要适当增加导电 接触点,最少不小丁-3点,导电板与零件的接触点必须紧密牢固,在抛光过程中不得松动,对于重置较大的零件可以用螺钉拧紧,乂恕打较小的装卞印痕。铝夹具在使用前需要用热碱腐蚀一下才可使用,以除去铝在空气中长时间放置后生成的氧化膜,影响电流的正常导入。
 
(5>抛光槽液位高度。在电化学抛光过程中,特别是含有甘油或添加剂的抛 光液.会产生大量泡沫浮于液面,为防止泡沫溢出槽外,方便调整播液的相对密度,液面应留有空间,因此,抛光槽液位高应比槽总高度低300mm。在设计槽的高度时,根据最大抛光零件长度U)、距槽底空250mm、距液面水平面50mm, 液面水平面距槽口 300mm,即可求得槽的高度/i=250 + 50 + a+300 (mm) = a + 600(mm)。
 
(6)抛光槽阳极移动装置。置放夹具和零件的阳极杆为可移动的,移动速率以每分钟往复10〜20次,左右行程为100mm。


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