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不锈钢电解抛光

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电解抛光的原理
将待抛产品作为阳极、不溶性金属作为阴极,当阳极放入装有电解抛光液的槽中、施加直流电而产生有选择性的溶解现象,使阳极上的微观凸起部份优先溶解以形成光亮、平整的方法。

1.电解抛光开始开始通电

一般通电开始20S后,电流会急剧的降低。然后又很快进入一个上下浮动5-10A的电流范围保持稳定。这是因为在电流作用下,金属表面晶格内的金属离子游离出来,不断被离子化从而与电解液中的磷酸逐步形成磷酸配离子,当金属离子的生成速度大于因扩散或对流作用而离开与阳极的逸散速度时,即可以在金属的表面形成一层导电性较差的粘膜层。从而增大了电阻、降低了电流的通过率。
这种粘膜层的电阻比电解液的电阻大得多,并且它的电阻会随着粘膜层的厚度增长而增加。所以这就是为什么在20S以后电流为什么会急剧除低的原因。说明在工件表面形成了有效的粘膜层,待粘膜层的生长稳定以后,随之电流也就趋于稳定。

2.电解抛光的阳极整平

若把金属表面形成的黏稠层的外侧看成是一平面的话,当反应物(配体和水)由溶液一侧到达阳极,并与阳极溶出的金属离子形成可溶性的配离子.由于其扩散速度较大,比较容易通过扩散布和对流作用而从金属表面离散出去.由于金属表面凸出部位的黏稠层薄,凹入部位的黏膜较厚,故在凸出部位反应物的到达和反应产物(金属离子配合物)的离散均比凹入部位快,结果凸起部位的溶解就比凹入部位快,而达到整平的效果.

3.二次微观整平

当阳极溶解进入极限扩散电流控制阶段时,在金属表面形成了黏膜层,也称为加奎得层(Jacquet)时。这时金属的阳级溶解速度比阳极生成物的扩散速度快、作为阳极生成物的各种形式的金属配离子逐渐在阳极附近积聚,此时的溶解速度由生成物的扩散对流速度控制,这时就会出现电压少量升高时,电流并不增大的现象,这样阳极表面附近就会出现大量的黏稠液体.由于黏稠层在凸出部位和凹入部位的厚度不同,凹入部位溶解量少,凸起部位则发生选择性溶解.从而使金属表面整平.

4 表面的光亮化

为了获得光泽的电解抛光表面,必须使表面上的微观粗糙度低于光的波长.要达到这个目的,通常认为应该形成比中间黏液更厚、更致密,更易钝化的紧密膜。这可以是趋于饱和的高黏度液膜,也可以是固体膜。这样金属的溶解是在固体膜内进行的,紧密膜的形成速度应为超过该膜的溶解速度,这是存在紧密膜的前提。在几乎无对流的特殊条件下,黏膜层变得十分厚,也更加紧密,甚至可以出现光的干涉色,在这样厚的固体膜内,阳极电流密度变得非常小、其可以使微观凸起部位溶解,而凹入部位则不溶解,这就达到了微观整平的目的,由于类似的状态在金属表面的各个部位都存在,使表面各个部分均发生微观整平,这种表面的无序微观整平的最终结果就使金属表面变得光亮。

5、富铬层的形成

当不锈钢表面不断发生溶解的同时也会在不锈钢表面生成一层钝化保护膜。
作为不锈钢表面主要元素成份的Fe和Cr元素从金属表面溶解出来以后、其中的Cr离子直接与电解抛光液中的磷酸反应結合转化形成为新的钝化保护膜。
随着反应的不断进行,在电解抛光溶解的作用下,附着在不锈钢表面的一些污垢及低电位的金属元素被从不锈钢的表面不断溶解除去,最后表面形成了以铬元素为主的富铬层。由于铬具有耐蚀性好、硬度高的特征,因此电解抛光后的工件更具有耐磨性和耐蚀性。
 
 

6钝化膜的均匀化

另外,由于钝化膜的电阻比不锈钢材料本体的电阻大的原因,所以钝化膜薄的部位比钝化膜厚的部位更容易通过电流,所以这样反应的结果,不断促使钝化膜的厚度越来越均匀。
因此最终通过电解抛光的不断进行使电解抛光后的不锈钢具有以下物理性能的抛光表面
•由于不锈钢表面发生的溶解原故,附着在不锈钢表面的一些污垢杂质被去除,凸起的波峰被选择性的优先溶解后,由于表面变更所以会形成具有容易清洗、不易粘附污垢的抛光表面
•由于在表面会形成富铬的钝化保护膜、因此材料的耐蚀性更强

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