电解抛光技术解析

1、影响电解抛光效果的主要因素：一、电解抛光电解液，电解液选用的合理与否是直接影响电解抛光效果的最基本因素之。1扩散系数小，黏度大。2易与溶解下来的金属离子形成扩散速度更 小的多核聚合配合物。本身是一种黏膜稠的 酸。二、电解抛光电流密度和电压，通常应控制 在极限扩散电流控制区，中阳极极化曲线的 平坦区。1低于此区的电流密度时，表面会出现腐蚀。2高于此电流密度区时，因有氧气析出，表面 易出现气孔、麻点或条纹。3平坦区不是固定不变的，它会随温度、配位 剂的浓度和添加剂的种类而变化。三、温度，温度对阳极极化曲线的影响曲线。1电解液温度升高，极限扩散电流逐渐增大， 当温度高于90度时，表面抛光的起始电流密

2、 度大，阳极铜片的溶解速度过快，因而铜片 表面易生成点状或条状腐蚀。2当电解液温度低于60度时，传质过程慢， 抛光的起始电流密度太低，阳极铜片的溶解 速度慢，溶解下来的离子不能很快地扩散开 来，容易在阳极表面形成 CU和HEDP的多 核配合物，使用权铜片表面出现沉淀物膜槿 麻点。1被抛光零件的材质及其表面的预处理程度。2阳、阴极间的距离。3电解液的抛光性能及温度。4电抛光过程使用的阳极电流密度的大小及槽电压的高低。5工艺上对抛光表面光亮度的要求等。五、阳极、阴极极间距离。1便于调整电流密度到工艺规范，并尽量使抛 光件表面的电流密度分布得均匀一致些。2尽量减少不必要的能耗，因电解液浓度高、 电阻

3、大、耗电量较大。3阴极产生的气体搅拌是否已破坏了黏液层， 降低了抛光效果。六、抛光前工件表面状态及金相组织。1被抛光工件表面的金相组织越均匀，越细 密，（如纯金属）越有利于抛光过程的进行， 而且抛光效果也越好。2被抛光工件的材料为合金，特别是多组分合 金时，抛光工艺的控制比较麻烦。3当被抛光工件的金相组织不均匀，特别是含 有非金属万分时，就会使电抛光体系呈现出 不一致的电化学敏感性。4工件在抛光前表面处理得越干净越细密，越 有利于电抛光过程的进行，越容易获得预期 的抛光效果。四、抛光时间不锈钢电解抛光技术专题一 电解抛光原理：电解抛光(electro-polishing)也称电抛光，是利用阳极

4、在电解池中所产生的电化学溶解现象， 使阳极上的微观凸起部分发生选择性溶解以形成平滑表面的方法。它是一个复杂的阳极氧化过程，伴随着工件表面的溶解和和氧化，但又不同于阳极氧化。电解抛光的抛光机理是：1. 黏膜理论：电解抛光在一定的条件下，金属阳极的溶解速度大于溶解产物离开阳极表面向电解液中扩 散的速度，于是溶解产物就在电极表面积累，形成一层黏性膜，这层黏性膜的电阻比电解液的 大，而且可以溶解在电解液中，它沿阳极表面的分布是不均匀的， 在表面的微凸处的微黏膜厚 度比凹处小，导致凸处的电阻也较小，从而造成电流集中，与微凹处相比，微凸处电流密度较 大，电位升高，从而使氧气容易析出，有利于黏膜溶解扩散，加

5、快了微凸部位金属的溶解。随 着电解抛光时间的延续，阳极表面上的微凸处被逐渐削平，使整个表面变得平滑、光亮。2. 氧化膜理论：在电解抛光过程中，由于析出氧的作用在金属表面形成一层氧化膜，阳极表面呈钝态，但 是，这层氧化膜在电解液中是可以溶解的， 所以钝态并不是完全稳定的。由于在阳极表面微凸 处电流密度较高，形成的氧化膜比较疏松，而且该处析出的氧气也多，有利于阳极溶解产物向 溶液中扩散，促使该处的氧化膜溶解加快。在整个抛光过程中、氧化膜的生成溶解不断进行。 而且微凸处进行的速度比微凹处快， 其结果，微凸处金属被优先溶解削去，使阳极表面达到平 滑、光亮。电抛光阳极过程的特点：电抛光过程根据金属表面的

6、性质、溶液成分、工作条件，在阳极 附近可能发生下列反应 阳极溶解，当进行电抛光时，金属表面的原子就转入到电解液中成为离子，阳极发生溶解：Me = Me( n+) + ne 氧化膜(或氧吸附层)形成，电抛光时，在阳极表面会生成一层氧化膜(或氧吸附层)，此膜的厚度决定于金属的性质、电解液成分、工艺规范。2Me( n+) +20H- =Me2On +n H2O 气态氧的析出：40H- =02 +2H2O +4e 溶液中还存在多种物质的氧化二电极极化曲线(I-U曲线、钝化曲线)当工件基体放入电解池中并通以直流电的情况下， 零件表面就会产生阳极极化现象，而且 在阳极极化的工程中有一定的曲线规律 一电极极

7、化曲线 AB部分：电压增加，电流增长较慢，阳极表面未活化，不能正常溶解。 BC部分，电流与电压成比例增加，阳极表面活化产生正常溶解，金属具有强腐蚀型表 CD部分，在C点附近曲线发生突变，当电压从小增加到U2时，电流强度会有所下降， 说明金属表面氧化膜生成，电阻增大，金属表面开始形成黏液膜。 DE部分，随着电压的升高电流强度却保持不变，曲线出现水平部分，金属表面生成了 黏液膜，具备抛光表面的条件，金属表面正常溶解可得到光泽的表面。 从E点开始只要电压稍微增加，便引起电流强度的急剧增加，这是阳极上氧的析出的标志，虽然阳极表面得到光亮，但同时产生了腐蚀斑点（点状凹坑），电抛光过程受到破坏。通过试验，

8、当电解抛光时给EP槽施加至钝电压，电流就会按照阳极极化曲线的形式进行 变化；把整流器调到稳压状态，调整电压到工件至钝电压，开机，电流就会从A点1S左右到达B点然后达到C点-电流的至高点，从C点降到D点一电流的稳定状态，电流持续稳定到 达E点，电抛光过程结束。从A点到达D点时间需要2-3S,整个稳定电流的抛光过程1-2M （根据工件材质而定）。 三法拉第电解定律内容：在电解时，电极上发生化学反应的物质的量和通过电解池的电量q成正比公式：m =q/（z 氐）=M/（z XF） X 几m：电极上参与化学反应的物质的质量kgM :参与反应物质的摩尔质量kg/molF:法拉第电解常数：96485 C/m

9、olZ:电极反应的计量方程式中电子的计量系数t:时间SI:电流强度A电极上每析出（或溶解）1 mol的任何物质所需的电量为 96485 C,也就是说用同等的电 量通过各种不同的电解质溶液时， 在电极上析出（或溶解）各物质的质量与它们的摩尔质量成 正比。四不锈钢的电解抛光不锈钢的电解抛光溶液，一般都为磷酸基溶液即以磷酸为主， 硫酸为辅，其中还添加一部 分添加剂。1. 不锈钢电解抛光液的成分及其作用 磷酸磷酸是抛光掖中的主要成分，磷酸和磷酸盐的黏滞性都比较大，有利于微观凸起处金属的 优先溶解，对金属的腐蚀性比较小，对获得平整光亮的表面起重要的作用。 硫酸硫酸可提高电解液的导电率，改善分散能力，减轻

10、对有色金属的腐蚀，提高钢铁工件的光 洁度。浓度过高，钢铁溶解速度过快，表面光泽性下降，浓度过低，容易使铝及其合金发生斑 点状腐蚀。 铬酐铬酐可促进金属表面氧化膜的形成， 减轻和避免溶液对金属的腐蚀，提高整平作用，以获 得光洁度高的表面。2. 不锈钢电解抛光溶液的控制参数 温度不同的电解抛光液有不同的温度控制范围， 温度升高有利于金属的溶解，但是有可能产生 过腐蚀，降低表面的光泽性。一般温度升高时要相应提高电流密度， 才能保证工件表面的光洁 度。 电流密度电流密度也是工件在EP过程中一个重要参数，根据研究试验结果：奥氏体不锈钢电流密 度15A-80A/dm2;马氏体不锈钢电流密度 75A-82A

11、/dm2。电流密度要根据不同的工件材料选用 不同的电流密度。电流密度过高，氧气析出过多，难以形成致密的氧化膜或稳定的黏膜，电极 表面过热，电化学反应剧烈，容易产生腐蚀点和条纹；电流密度过低，阳极一直处于阳极溶解 状态，也不能提高金属工件表面的光洁度。 抛光时间在电解抛光过程中，抛光时间并不是越长越好，它要根据电解抛光液温度的高低和电流密 度的大小来定。在一般情况下，抛光时间随着电流密度的增加，温度的升高而减少，钢铁工件 可比有色金属工件的抛光时间长一些，工件精度和表面质量要求较高时，也应相应缩短抛光时 间，必要时可反复多次进行抛光处理。 搅拌搅拌可加快电解液的流动，促进金属表面滞留的氧气泡的排

12、除，减轻金属表面的过热现象， 从而有利于工件表面光洁度的提高。 生产一般采用移动阳极的方法，也有用压缩空气来搅拌电 解液。 槽内阴极板阴极板材料通常采用铅版，阴极面积一般稍大，以提高电流效率，阴阳极面积比通常为：1.1-1.5: 1。 电位在将抛光液的温度控制在一定的温度范围之内的前提下，如果电位太低，则无黏液膜形成，也无电解抛光作用发生，式样表面灰白；若电位略为升高时，虽有黏液膜的产生，但很不稳定， 一旦形成也会立即溶入电解液中， 也不产生抛光作用，仅有侵蚀现象产生；如果电位进一步增 加，达到某一定值之后，才开始产生稳定的黏液膜，电解抛光才得以产生，并有氧气逸出，抛 光效果逐步提高。随着电位

13、的持续升高，黏液膜的厚度也相应增加，薄膜层的电阻上升，抛光 电流基本保持不变，在这种电位下，氧气逸出较为迅速，局部溶液升温很快，抛光效果效果最 佳，光亮度显著增加，这一区域是电解抛光的最佳区域。在这一区域中若电位很高，由于局部 温度较高，抛光质量较好，但操作工艺不易控制，若电位再度升高，薄膜被击破，电阻反而下 降。此时，便有凹坑出现、抛光效果变差。总结：抛光温度、抛光时间、抛光电流密度、抛光电位、电解抛光液的比重，这几个参数是相互 影响相互制约的，一个因素变化就会引起其余几个因素相应的变化。提高温度和电位，可以提高溶液的导电能力和金属的溶解速度。 但在一定的电位下，电流密度同时也会随着溶液导电

14、能 力和金属溶解速度的增加而增加。因此，在高电位作用下，必须采用较短的时间完成抛光任务， 反之，在低电位作用下，电流密度必将减少，抛光时间则须延长，但不能太长，否则会产生侵蚀现象总之，电解抛光是一个受前处理、抛光温度、电位、时间、电流等综合因素相互影响的过 程，应根据现场情况灵活应用，适度掌握各种条件，才能获得最好的抛光效果。五不锈钢电解抛光液的配方1.磷酸基溶液配方1通用性好，适于碳钢、低合金钢和不锈钢，是应用最广泛的电解液配方2适于1Cr18Ni9Ti之类的奥氏体不锈钢配方3适于1Cr13之类的马氏体不锈钢，也可用于镍、铝的电抛光配方4适于不锈钢，抛光质量中等，溶液使用寿命很长不需作再生处

15、理配方5适于不锈钢，抛光质量好，溶液使用寿命较长，主要用于手表等精密零件配方6适于不锈钢，低合金钢、高合金钢、铸铁等，强烈搅拌可改善抛光质量。配方7适于除含钨的高碳钢以外的大多数普通钢，钢合金元素最高允许含量为镍3.75%钼0.5%铬 1.4%锰 1.75%钒 0.3%配方8适于碳纲及含锰、镍的摸具钢。钢铁磷酸基溶液电抛光工艺规范1：56C=1L34-3736400=il-;L2510-1515-415-2022-13-31. 70-1 741.651, 6-1. 921, 7 0-1. 741.6-1.71.4t £fl-6070-BZ43-3375-BOHJ-702HD20-5D

16、211-302. 7-£. 313-25C-5-9D12-14le-9I7-3L5ID5-153-10六不锈钢电解抛光常见故障分析及排除方法1麻点（过腐蚀点）目前麻点是不锈钢电解抛光最大的问题点， 这种现象受到很多种因素的影响；最直接的影 响因素有：电流密度分布不均、气体逸出不畅、电解液成分偏差。电流密度分布不均影响电流密度分布不均的因素也很多，主要有以下几种： 夹具结构导致工件在EP时电流密度分布不均，改善夹具结构使夹具与工件的接触比较 平衡均匀，在保证夹具印合格的情况下尽量增大夹具与工件的接触面积。 电解抛光液比重下降或超出最大值，每种电解液都有不同的比重范围，如果比重低于最小值

17、，说明电解液中水分含量增多，水分增加容易产生麻点；比重超出所要求范围的最大值， 容易导致电流密度局部过大，电流分布不均，工件局部发生过腐蚀产生麻点。磷酸的比重：1.70; 浓硫酸的比重：1.84；水的比重：1 ;电解液水分增加的原因：电解液在生产的过程中会生成 水，夹具会携带部分水进入槽内。调整电解液比重到最佳范围，在EP前必须吹干夹具和工件上面的水分。 温度过高，温度高可提高电解液的电导率，增加工件的表面亮度，但容易造成电流密 度分布不均而产生麻点。调整温度到最佳温度范围。工件在除油清洗时没有清洗干净，有油污残留在工件上，在EP时有油污的地方就会出现麻点。工件的材料问题，不同的工件材料应选用不同种类的电解液， 但有时后材料的晶粒结构 也会导致工件在EP过程中出现麻点。尽量选择较好的材料加工工件。返工零件，零件在进行第一次 EP后由于一些局部的外观