電化學拋光技術簡介

1、 電化學拋光簡介主要內容主要內容123電化學拋光原理電化學拋光原理電化學拋光工藝及特點電化學拋光工藝及特點影響電化學拋光的因素影響電化學拋光的因素3電化學拋光的問題與展望電化學拋光的問題與展望4電化學原理電化學原理 電化學拋光是金屬陽極溶解的獨特電解過程,它受眾多可變因素的影響。根據(jù)陽極金屬的性質、電解液組成、濃度及工藝條件的不同, 在陽極表面上可能發(fā)生下列一種或幾種反應1 :( 1) 金屬氧轉化成金屬離子溶人到電解液中 Me Men+ + ne( 2) 陽極表面生成鈍化膜 Me + nOH 1 1/2 Me2On +n/2H2O + ne( 3) 氣態(tài)氧的析出 4OH- O2 + 2H2O

2、+ 4e( 4) 電解液中各組分在陽極表面的氧化 電化學拋光后的陽極表面狀態(tài)主要取決于上述4 種反應的強弱程度。然而, 由于電化學拋光過程的復雜性, 至今提出的各種電化學拋光機制, 例如粘性膜理論和鈍化膜理論, 均存在一定的局限性。電化學拋光工藝及特點設備有: 電解槽、清洗槽、陽極架輔助陰極( 鉛板、石墨板) 、直流電源等。工藝流程: 裝料 除油 清洗 除銹 清洗 拋光 清洗 鈍化 清洗 晾干 卸料1設備及工藝流程設備及工藝流程2電化學拋光工藝及特點2.電化學拋光作為一種金屬表面處理方法電化學拋光作為一種金屬表面處理方法, 它具有以下優(yōu)點它具有以下優(yōu)點3 :( 1) 不受材料硬度和韌性的限制,

3、 幾乎所有的模具材料都可進行電解拋光;( 2) 電化學拋光可對模具表面起整平作用;( 3) 可拋光各種較復雜的型腔;( 4) 經(jīng)電化學拋光后的表面無任何條紋;( 5) 拋光速度快慢可方便調節(jié)電化學拋光速度與電流大小成正比。電流大, 陽極( 工件) 溶解快; 流小, 陽極溶解慢;( 6) 電解液自動循環(huán), 操作點容易觀察。電解光時可將真空吸管接放到操作處附近, 把噴出的電解液及時抽回, 使其不留在模具的型腔中, 從而可方便地顯露出拋光的進展狀況;( 7) 僅需輕微接觸工件, 減輕了勞動強度, 工作效率高。( 8) 不必頻繁更換工具, 導電石墨油石接觸頭可與模具形狀自吻合。電化學拋光工藝及特點3.

4、電化學拋光在處理金屬表面時, 還有一些不足存在4(1) 所得表面質量取決于被加工金屬的組織均勻性和純度, 金屬結構的缺陷被突出地顯露出來。對表面有序化組織敏感性較大;(2) 較難保持零件尺寸和幾何形狀的精確度;(3) 表面必須預加工到比較高的粗糙度. 很難在粗加工或砂型鑄造零件上獲得高的拋光質量。影響電化學拋光效果的因素1.電解液( 拋光液) 的組成拋光液通常有酸性、中性和堿性拋光液5 。l其中酸性拋光液有: 磷酸系、硫酸系、高氯酸系、磷酸硫酸系, 以及在各系基礎上派生出的硫酸 鉻酐磷酸 鉻酐、硫酸 磷酸 鉻酐, 再配以各種添加劑而成的拋光液。通用性較好的酸性拋光液為磷酸 硫酸系拋光液。l電化

5、學拋光液中加入少量添加劑, 可顯著改善溶液的拋光效果。劉愛華等研究發(fā)現(xiàn): 含羥基( -OH) 、羧基( - COOH) 類添加劑主要起緩蝕作用; 含胺基( - NH2) 、環(huán)烷烴類添加劑主要起整平作用; 糖類及其它雜環(huán)類添加劑主要起光亮作用。但它們的作用并非截然分開, 相互匹配可起到多功能作用。影響電化學拋光效果的因素 2.電流密度 電流密度太小, 拋光時間長, 工作效率低; 電流密度太大, 因陽極溶解過快易出現(xiàn)浸蝕。另外, 電解時間和電解溫度也對拋光效果有一定的影響。3.拋光時間l在適宜的時間范圍內, 拋光質量與拋光時間成正比, 與溫度和電流密度成反比。當拋光溫度或陽極電流密度較高時, 則拋

6、光時間應短, 反之則長。l例如AISI- 304 不銹鋼拋光時間以10min 為宜, 金屬鈦最適宜的電解拋光時間是15min。電化學拋光技術的發(fā)展與展望l目前, 在工件特種拋光方面對脈沖電化學的研究正方興未艾, 隨著對模具鏡面效果的大量需求和微細電化學理論的完善, 脈沖電化學拋光技術在材料表面微、納米級加工領域的拋光能力會大大提高,并且將發(fā)揮越來越重要的作用。l電化學拋光因其速度快、勞動強度小、不受拋光工件形狀限制及拋光質量好等優(yōu)點得到人們的關注。l進一步闡明電化學拋光的機理, 開發(fā)新的電化學拋光技術和研究新的拋光液, 實現(xiàn)電化學拋光過程的自動化和智能化, 提高電化學拋光的質量和拋光效率, 是電化學拋光的主要研究方向。參考文獻 1 杜炳志, 漆紅蘭. 電化學拋光技術新進展 J . 表面技術, 2007, 32( 6) : 56- 58. 2 張素銀, 杜凱等. 電解拋光技術研究進展 J . 電鍍與涂飾, 2007, 26( 2) : 48- 50. 3 李異. 電化學拋光技術及應用 J . 材料保護, 2001, 34( 5) : 54- 55. 4 彭麗華. 電化學拋光模