电解抛光原理
利用金属表面微观凸点在特定电解液中和适当电流密度下﹐首先发生阳极溶解的原理进行抛光的一种电解加工﹐又称电抛光﹐英文简称ECP。
一、概述
工件作为阳极接直流电源的正极。用铅﹑不锈钢等耐电解液腐蚀的导电材料作为阴极﹐接直流电源的负极。两者相距一定距离浸入电解液(一般以硫酸﹑磷酸为基本成分)中﹐在一定温度﹑电压和电流密度(一般低于1安/厘米2 )下﹐通电一定时间(一般为几十秒到几分)﹐工件表面上的微小凸起部分便首先溶解﹐而逐渐变成平滑光亮的表面。
电解抛光的特点是﹕①抛光的表面不会产生变质层﹐无附加应力﹐并可去除或减小原有的应力层﹔②对难于用机械抛光的硬质材料﹑软质材料以及薄壁﹑形状复杂﹑细小的零件和制品都能加工﹔③抛光时间短﹐而且可以多件同时抛光﹐生产效率高﹔④电解抛光所能达到的表面粗糙度与原始表面粗糙度有关﹐一般可提高两级。但由于电解液的通用性差﹐使用寿命短和强腐蚀性等缺点﹐电解抛光的应用范围受到限制。电解抛光主要用于表面粗糙度小的金属制品和零件﹐如反射镜﹑不锈钢餐具﹑装饰品﹑注射针﹑弹簧﹑叶片和不锈钢管等﹐还可用于某些模具(如胶木模和玻璃模等)和金相磨片的抛光。
二、工艺流程
除油--水洗--除锈--水洗--电解抛光--水洗--中和--水洗--钝化--包装
三、常见问题
1.电抛光后,表面为什么会发现似未抛光的斑点或小块?
原因分析:抛光前除油不******,表面尚附有油迹。
解决方法:选用“云清牌 除油除蜡液”,1:10兑水使用,60-90℃条件下浸泡5-20分钟。如长时间使用后应考虑更换新液。
2.抛光过后表面局部为什么有灰黑色斑块存在?
原因分析:可能氧化皮未******除干净。局部尚存在氧化皮。
解决方法:加大清除氧化皮力度,可选用“ 不锈钢氧化皮清除液”,“不锈钢氧化皮清除膏”等产品。因除锈除氧化皮产品较多,具体适用产品可咨询威海云清化工开发院。
3.抛光后工件棱角处及******过腐蚀是什么原因引起的?
原因分析:棱角、******的部位电流过大,或电解液温度过高,抛光时间过长,导致过度溶解。
解决方法:调整电流密度或溶液温度,或缩短时间。检查电极位置,在棱角处设置屏蔽等。
4.为什么工件抛光后不光亮并呈灰暗色?
分析原因:可能电化学抛光溶液已不起作用,或作用不明显。
解决方法:检查电解抛光液是否使用时间过长,质量下降,或溶液成分比例失调。
5.工件抛光后表面有白色的条纹是怎么回事?
原因分析:溶液相对密度太大,液体太稠,相对密度大于1.82。
解决方法:增大溶液的搅拌程度,如果溶液相对密度太大,用水稀释至1.72。在90~100℃条件下并加热一小时。
6.为什么抛光后表面有阴阳面,及局部无光泽的现象?
原因分析:工件放置的位置没有与阴极对正,或工件互相有屏蔽。
解决方法:将工件进行适当的调整,使工件与阴极的位置适当,使电力分布合理。
7.抛光后工件表面平整光洁,但有些点或块不够光亮,或出现垂直状不亮条纹,一般是什么原因引起的?
原因分析:可能是抛光后期工件表面上产生的气泡未能及时脱离并附在表面或表面有气流线路。
解决方法:提高电流密度,使析气量加大以便气泡脱附,或提高溶液的搅拌速度,增加溶液的流动。
8.零件和挂具接触点无光泽并有褐色斑点,表面其余部分都光亮是什么原因?
原因分析:可能是零件与挂具的接触不良,造成电流分布不均,或零件与挂具接触点少。
解决方法:擦亮挂具接触点,使导电良好,或增大零件与挂具的接触点面积。
9.同一槽抛光的零件有的光亮,有的不亮,或者局部不亮。
原因分析:同槽抛光工件太多,致使电流分布不均匀,或者是工件之间互相重叠,屏蔽。
解决方法:减少同槽抛光工件的数量,或者注意工件的摆放位置。
10.为什么抛光零件凹入部位和零件与挂具接触点接触附近有银白色斑点?
原因分析:可能是零件的凹入部位被零件本身或挂具屏蔽了。
解决方法:适当改变零件位置,使凹入部位能得到电力线或缩小电极之间距离或提高电流密度。
11.已严格按照工艺规范操作,为什么抛光后零件表面有或多或少的过腐蚀现象? 原因分析:是否溶液温度过高或电流密度太大,如果溶液配制没有问题,又严格操作,则可能是抛光前的处理问题。
解决方法:严格执行电化学抛光前处理的操作,在酸洗过程中避免过腐蚀。不要把清洗水留在零件表面,带进抛光槽。
四、优点
电解抛光优点:
⑴内外色泽一致,光泽持久,机械抛光无法抛到的凹处也可整平。
⑵生产效率高,成本低廉。
⑶增加工件表面抗腐蚀性。
五、条件设备
.电化学抛光所需条件及设备
(1)电源:
电源可选用双相220V,三相380V。
(2)整流器
电解抛光对电源波形要求不是太严格,可选用可控硅整流器与高频整流器。
整流器空载电压:0—20v
负载电压(工作电压):8—10v
工作电压低于6v,抛光速度慢,光亮度不足。
整流器电流:根据客户工件大小而定。
(3)电解槽及配套设施(阳极棒)
可选用聚氯乙烯硬板材焊接而成。在槽上装三根电极棒,中间为可移动的阳极棒,接电源阳极(或正极),两侧为阴极棒,连接电源阴极(负极)。
(4)加热设施及冷却设备
①加热可选用石英加热管,钛加热管。
②冷却可选用盘管,盘管可加热可冷却。
(5)夹具
***好选用钛做挂具,因为钛较耐腐蚀,寿命长,钛离子对槽液无影响。建议***好不要用铜挂具,因为铜离子进入会在不锈钢表面沉积一层结合力不好的铜层,影响抛光质量。铜裸露部位可用聚氯乙烯胶烘烤成膜,在接触点刮去绝缘膜。
(6)阴阳极材料
阴阳极棒应用铜棒或铜管,铜管长是电解槽长加20厘米,阴极板应用铅板,铅板固定在阴极棒上,铅板长为槽高加10厘米,铅板宽根据槽长而定,一般为10厘米,20厘米规格。