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    不銹鋼電解拋光技術干貨分享

    文章出處:www.3bkstore.com 人氣:發表時間:2019-09-02 21:41:48

    不銹鋼電解拋光技術干貨分享


    不銹鋼電解拋光主要是以被拋光工件為陽極,不溶性金屬為陰極,兩極同時浸入電解拋光槽中,通以直流電,從而產生有選擇性的陽極溶解,陽極表面光亮度增大,這種過程與電鍍過程正好相反。
     
     
    電解拋光是把要拋光的工件放人導電的特制溶液(電解液> 中,將工件接通電源的正極(陽極>,把電源的負極(陰極)接在不溶性的導電材料上,通過電流, 在一定條件下可使工件表面溶解,使表面不平處平滑。
     
    電解拋光工序的顯著的優點就是:當電源具有足夠的電力時工序的持續時間與被加工表面的大小無關,在盛有電解液的槽中,可以同時裝人大量的小工件或裝人幾 個大工件•工序的持續時間僅僅決定于電解拋光的工作條件„因此.在很多情況 下,電解拋光的生產率要比機械拋光大得多。被加工表面的形狀對 生產率幾乎沒有影響.
     
    在電解拋光時,拋光促使表面平滑的能力理想的情況是凹陷底部究全不溶,而凸出部分溶解,從而達到微觀整平.
     
     
    操作方法:
     鉛板做陰極(負極),工件做陽極(正極),60-65度,電流密度10-25安培/平方分米,電壓8—10伏,時間5-8分鐘。  
     
    工藝流程:
    (除油除銹活化→水洗→晾干)→電解拋光→水洗→鈍化→水洗→中和→水洗。
     
    操作注意事項:
    1.不銹鋼工件在進入拋光槽之前應盡可能將殘留在工件表面的水分除去,因工件夾帶過多水分有可能造成拋光面出現嚴重麻點,局部浸蝕而導致工件報廢。  
    2. 在電解拋光過程中,作為陽極的不銹鋼工件,其所含的鐵、鉻元素不斷轉變為金屬離子溶入拋光液內而不在陰極表面沉積。隨著拋光過程的進行,金屬離子濃度不斷增加,當達到一定數值后,這些金屬離子以磷酸鹽和硫酸鹽形式不斷從拋光液內沉淀析出,沉降于拋光槽底部。為此,拋光液必須定期過濾,去除這些固體沉淀物。
    3. 在拋光槽運行過程中,除磷酸、硫酸不斷消耗外水分因蒸發和電解而損失,此外,高粘度拋光液不斷被工件夾帶損失,拋光液液面不斷下降,需經常往拋光槽補加新鮮拋光液和水。
     
    電解拋光工藝用一個高的電流密度維持工件表面膜的生成和溶解的動態平衡, 使工件表面保留一層厚度一定的、致密的薄膜。因此,工件表面條件必須很好并且 各處一致,接觸電解液的工件表面溫度必須均勻一致,高電流密度時,電極表面細 小致密的氣泡層必須盡量除去.為了達到這個目的,應該保持電解液和工件表面有 較高的相對運動;電解拋光槽要有相當的深度,保證有足夠的槽液,并能在電極振 動時有足夠的空間;清洗水槽要盡可能靠近I電極振動設備安裝在槽體的兩端,電 解時振動陽極(工件),有時也稱為移動陽極或搖動陽極;酸性槽液用鉛管通蒸汽 或熱水加熱。電解拋光開始時需要加溫,達到額定溫度后需要冷卻降溫。
     
     
    電化學拋光與手工機械拋光相比,能發揮下列優點,
    1.產品內外色澤一致.請潔光憲,光洚持久,外觀輪廓清晰;
    2.螺紋中的毛刺在電解拋光過程中溶解脫落,螺紋間配合松滑,防止螺紋間咬死咬合現象。
    3.拋光面抗腐蝕性能增強
    4.與機械拋光相比,生產效率高,生產成本低。
     
     
    不銹鋼電解拋光液的維護:
     
    (1>不銹鋼工件在電電解拋光之前必須徹底除油.并用去污粉清洗,以免油污污 染拋光槽液.
     
    (2>在使用過程中需要經常測量電化學拋光液的相對密度。如果相對密度小于規定值.表明電化學拋光液含水過多,可用蒸發法將溶液加熱至80°以上. 將多余水分除去,體積不足部分可按說明書比例補充磷酸和硫酸,在工件進入電化學拋光槽之前。建議先將工件上所附著的水分瀝干或吹干.如果相對密度太高,超過說明書規定值,.表示水分過少,要適當補充少量水,使相對密度降至限定值,有條件的請按周期化驗分析溶液,根據結果及時進行調整,
     
    (3>溶液的老化,由于拋光過程中不銹鋼表面的溶解,溶液中的鐵、鎳,鉻含量將逐漸升高,此時溶液逐漸失去拋光能力。無論如何增高電流電壓,提高溫度,均無助于恢復拋光能力。分析溶液,如鐵含量超過60g/L,三價鉻含量超過25g/L、說 明溶液已經老化,在高濃度磷酸的存在下.鐵、輅(三價)均呈酸式磷酸二氫鐵Fe(H2PO4)3或磷酸二氫鉻Cr(H2PO4)3形式存在,不易沉淀.只有當形成 磷酸鐵或磷酸鉻時才會沉淀于槽底,磷酸濃度較低的電解拋光液具有自凈化能力。對于拋光液再生,恢復拋光能力,有兩種方法可供選擇。一個方法是適當加水稀釋溶液,降低酸度,鐵,鉻,鎳等雜質可以局部呈現磷酸鹽沉淀,除去槽底沉淀,然后再加熱蒸發水分,恢復原有的相對密度,此法操作起來較復雜繁瑣,需要消耗較大的能源和時間。另一方法是更換部分溶液,最好保留20%的舊電解拋光液,補充80%的新溶液。可以少通電或者不通電處理,很快即可實現正常拋光。
     
    <4>淸理陰極鉛板,在拋光過程中陰極鉛板會沉積出一層厚厚的鐵、鎳、鉻、磷酸鹽等雜質,影響陰極表面導電,導致電流下降,使拋光表面的陽極電流密度也上不去, 嚴電影響拋光質置,因此•耍及時將陰極板上的沉積物除去,有時形成硬質厚膜, 要強力敲打才能除下.最后沖洗干凈,以保持整個電路通暢。
     
    (5>陰極與陽極面枳比。陰極面積控制在陽極面積的1/2?1/3.5,在此情況 下.可以防止三價鉻的增長,過多的三價鉻在陽極表面被氧化成六價鉻。三價鉻含量過多.易使拋光液老化。
     
    (6>陰陽極之間的極距。陰極與陽極之間的距離過大、電阻增大,電能消耗增 大.溶液容易升溫,影響拋光質量,距離過小,易造成短路打火,燒黑制品。陰極 與陽極之間的距離以100?300mm為宵。
     
    (7)象形陰極,對拋光一些復雜的大型工件,可制作象形陰極,以保持陽極電流分布均勻.特別是對內腔工件,有適當的象形陰極安置在內腔中.才能使內腔各部位拋光一致。
     
    (8)迸出槽要切斷電源。在電化學拋光時,由于電流密度較高,給電流較大. 因此-工件在進出拋光槽時,要先切斷電源,不可帶電掛或摘夾具,以防止產生電 火花,引起電解產生,并會使聚集在槽面上的氫氣和氧氣混合氣發生爆炸。
     
    (9)控制槽液溫度。由于強大的電流通過槽液,會使槽液升溫,在連續操作中 要采取冷卻措施,使用冷凍機冷卻不斷升溫的槽液。拋光液的溫度應適度維持在限定的工藝范圍內.使不銹鋼表面拋光整平速率維持正常,以便有效降低電解液的溫度,減少陽極黏膜的厚度,加速陽極溶解產物的擴散,使溶液對流加快,有利千(E 極上滯留氣泡聯附.避免產生斑點'麻I溫度過高,會導致溶液過熱,加速M 鉻向⑶鉻的轉變,易產生表面腐蝕。溫度過低,使溶液粘稠度增大.陽極表面黏膜增厚,不利于陽極溶解物的擴散,使得整平效果明顯降低。
     
    (10)控制合適的陽極電流密度。不銹鋼零件電化學拋光時,陽極電流密度與 金屬的溶解幾乎呈正比。只有選擇好陽極電流密度,并控制在一定的陽極電位區 間.才能獲得良好的電化學拋光質量,陽極電流密度的最佳值,要根據不同的電解 液配方.通過實際拋光,觀察拋光所得最佳值確定。陽極電流密度過小,零件表面發生一般的陽極溶解,起不到拋光效果。陽極電流密度過大,黏膜被擊穿,氧氣猛烈析出,呈氣流狀,表面過熱,導致電解拋光液擴散加劇,黏膜被破壞,不復存在,發生電化學腐蝕,導致發黑,發灰……
     
    (11)陽極移動。陽極移動使陽極溶解產物加快擴散出去,起到攪拌作用,有 效地排除陽極表面滯留的氣泡,避免產生的氣流生成條紋,防止局部過熱造成表面 過腐濁。陽極移動有助于提高陽極電流密度,拋高不銹鋼零件的電化學拋光表面質量。
     
    (12)氯離子的危害.在不銹鋼電解拋光液中不允許有氯離子存在,氯離子能破壞電化學拋光中表面形成的保滬性黏膜,使不銹鋼表面形成過腐蝕件的麻點。氯離子可在陽極高電流密度上氧化成氯氣逸出而除去。氯離子的來源可能是用鹽酸酸 洗后未洗凈而帶人槽液,或原料中的不純物氯離子引入。
     
    (13)新配成的電拋光液如果沒 有化學反應產生三價鉻,還不能獲得良好的拋光表面。只有當電解到溶液中有一定量的三價鉻存在時,才能出現理想的拋光表面e這就是為什么新配的電解拋光液 要充分電解后才能進行正常的拋光工作。三價鉻是綠色的。它們在電解液中使溶液呈黃綠色。這就是為什么通電處理 后才可電解拋光《<最佳的拋光質量是在電解過程的中間階段。在生產過程中電解拋 光液要保持黃綠色t此時,根據化學分析數據,電解液的顏色,如果顏色呈黃 色為主,表明電解液含C0+偏高,可加入適M+的明膠或甘油,使其部分六價鉻還 原為三價鉻,或通過大陰極小陽極電解產生三價鉻。如果顏色呈深綠色,表明電解液含六價鉻高了,可通過大陽極小陰極電解拋光液,使三價鉻部分轉變成六價鉻,同時可改善溶液的拋光質量。
     
    (14)金屬拋除量。如果電解拋光時陽極電流密度為20A/dmz,時間為4min 時,用工具金相顯微鏡觀測,不銹鋼零件的螺紋內徑的金屬拋除量為每分鐘約 0. 001mm,螺紋外徑的金閫拋除量為0. 002mm,齒形基本無變化,僅齒的頂部略 有拋鈍•陽極電流密度增加,其金屬拋除量呈比例增大^對于精密尺寸的不銹鋼零 件的尺寸應考慮電化學拋光后的金屬拋除量
     
     
     
    電化學拋光用電源、設備和夾具
     
    (1>電源。拋光對電源波形要求不嚴,因此,一般使用的直流發電機、硅整淀 器或可控硅整流器等均可。電源電壓空載要求〇?20V可調,帶負荷的負載為8? 10V工作電壓。工作電壓低于6V,拋光速率慢,光亮度不足。
     
    (2)電化學拋光槽。可用聚氣乙烯硬板材焊接而成,其上裝有三根電極棒,中間為可移動的陽極棒,接電源陽極,兩側為陰極棒,并連接電源陰極。槽上應有加 溫和冷卻裝置。加熱可安裝鈦加熱管,降溫可安裝通冷水的鈦管。也可以采用厚度 5mm的鋼板制成內外夾套槽,內槽上面襯鉛皮5mm厚,或襯軟的厚度3mm的聚 氯乙烯塑料片,夾套中可通水和蒸氣,以便進行加熱和冷卻,可以自如地控制槽內 拋光液的溫度。
     
    (3)夾具材料„用鍆合金或純鈦材料制作的夾譯比較理想„它們導電好,有一 定的彈性和剛性.耐梅蝕.壽命長。鋁或鈦離子進人電解拋光液無不良影響。不宜使用銅、黃銅或磷銅作夾具,銅離子進入電解液中,在陰極上析出,在斷電取零件的瞬 時,在不銹鋼表面會立即置換上一層結合力不良的銅層覆蓋在拋光表面,嚴重影響 拋光質童.為了提高夾具的使用壽命,夾具裸露部位必須包上聚氯乙烯膠帶,或涂 上聚氣乙烯糊狀樹脂或綠鉤膠,然后在200°烘箱上烤熔成膜,如此要進行多次, 使膜達到一定的厚度。然后在接觸點處用小刀刮去絕緣膜,露出金屬面以利于導電。每次使用時都要在堿液中活化接觸點。
     
    (4>夾具的導電能力。電化學拋光時所用的電流密度比較高.一般情況下,一槽電流通過可達數以千安計,夾具設計制作時要考慮零件所用最大電流要能夠通過 夾具的導電板而不至于過度發燙,對鋁板以每平方毫米通過電流不超過4A為宜, 夾具溫升太高,不便于提放,更易使夾具失去彈性及夾持零件的能力,夾具連接零 件的接觸面積要合理。根
    據拋光表面形狀和電流在溶液中的分布,要適當增加導電 接觸點,最少不小丁-3點,導電板與零件的接觸點必須緊密牢固,在拋光過程中不得松動,對于重置較大的零件可以用螺釘擰緊,乂恕打較小的裝卞印痕。鋁夾具在使用前需要用熱堿腐蝕一下才可使用,以除去鋁在空氣中長時間放置后生成的氧化膜,影響電流的正常導入。
     
    (5>拋光槽液位高度。在電化學拋光過程中,特別是含有甘油或添加劑的拋 光液.會產生大量泡沫浮于液面,為防止泡沫溢出槽外,方便調整播液的相對密度,液面應留有空間,因此,拋光槽液位高應比槽總高度低300mm。在設計槽的高度時,根據最大拋光零件長度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)拋光槽陽極移動裝置。置放夾具和零件的陽極桿為可移動的,移動速率以每分鐘往復10?20次,左右行程為100mm。


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