（精品资料）不锈钢电化学抛光技术研究

（精品资料）不锈钢电化学抛光技术研究 收稿日期:2001 - 07 - 23 文章编号: 1001 - 227X(2001) 05 - 0011 - 03 不 锈 钢 电 化 学 抛 光 技 术 研 究 郭贤烙, 易 翔 (湖南工程学院 化学化工系,湖南 湘潭 411101) 摘要:研究了不锈钢电化学抛光液中各成分的作用及操作条件对抛光质量的影响。 本 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 在中温、小电流密度下能很快获得光亮、平整的抛光面。 关键词:不锈钢; 电化学抛光 中图分类号: TQ15315 文献标识码:A Studies on electrochemical polishing of stainless steel GUO Xian - luo , YI Xiang (Dept. of Chemistry and Chemical Engineering , Hunan Inst. of Engineering , Xiangtan 411101 , China) Abstract :Functions of the components in electrochemical polishing solutions for stainless steel were studied. The effect of operating conditions on polishing results was studied. Bright and level stainless steel surface can be obtained quickly under low current densities at medium temperature. Keywords :stainless steel ; electrochemical polishing 1 前言 不锈钢材料因其良好的耐蚀性能,在食 品、化工、石油、化肥等工业部门有着广泛应 用。不锈钢零件的形状和大小各不相同,有 管材、线材、板材、带材等简单制作件; 有叶 轮、齿轮、壳体等复杂制作件; 有几克重的小 空心杆;有几十公斤重的大壳体。其 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面状 态也各式各样, 经机械加工的表面, 大都较 粗糙,且表面有一层黑色氧化皮。而实际使 用中对零件表面光洁度一般都有较高要求, 需对零件进行抛光处理。目前不锈钢抛光 一般有机械、化学和电化学抛光三种。电化 学抛光因其速度快, 劳动强度小, 不受抛光 工件形状限制及抛光质量好等优点而得到 广泛使用。 人们对不锈钢电化学抛光的研究较多, 取得了不少进展。但仍存在抛光液温度较 高,电流密度较大等问题。电化学抛光是一 种使用电解液及直流电的金属处理方法,与 电镀恰好相反, 被加工零件作阳极, 阳极在 控制下被有选择性地溶解,阳极表面上的显 微高点溶解速度大于“谷点”,从而使阳极整 平、光亮。 本文主要研究不锈钢电化学抛光液组 分、含量及操作条件对抛光质量的影响。结 合一些资料, 经过反复实验, 得到一种抛光 速度快,质量高,适应性强,成本低的电化学 抛光工艺。 2 实验方法 ? 1 1 ? 2001 年10 月 电 镀 与 涂 饰 第20 卷第5 期 211 工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 常温化学除油 ?水洗 ?电化学抛光 ? 水洗?中和(2,3 min) ?水洗?钝化?水洗 ?干燥?检验 21111 化学除油液配方 碳酸钠 20 g/ L 氢氧化钠 15 g/ L 磷酸三钠 20 g/ L OP - 10 10 mL/ L 温度 常温 时间 10,20 min 21112 中和液 5 %碳酸钠溶液 21113 钝化液配方 硫酸(98 %) 7 mL/ L 磷酸(85 %) 20 mL/ L 212 检验方法 21211 目测法 抛光后目测,表面应无划痕,无变形,无 方向性,表面光亮如镜面。 21212 耐蚀性 据 GB433415 - 90 不锈钢硫酸 - 硫酸铜 腐蚀实验方法测抛光前后不锈钢试片的腐 蚀性,比较其耐蚀性的好坏。 21213 反射率 测抛光后试片的反射率。 213 抛 光 液配方、操作条件及注意事项 21311 抛光液配方及操作条件 磷酸(85 %) 300 mL/ L 硫酸(98 %) 180 mL/ L 三氧化铬 10 g/ L 添加剂 12 mL/ L 温度 40,50 ? 阳极电流密度 017 A/ cm 2 时间 5,8 min 阴极面积?阳极面积 2?1 阴极材料 不锈钢 21312 注意事项 ?配制抛光液时要注意各组分的加入 顺序,比重小的先加,边搅拌边慢慢加入,以 防局部过热,造成溶液飞溅。 ?抛光液在使用过程中,要定期测定各 组分的含量,并加以调整。同时要定期监测 Cr 3 + 和Fe 3 + 的含量,如果Cr 3 + 的含量超过15 g/ L(极限含量) , Fe 3 + 的含量超过50 g/ L (极 限含量) 时,抛光液应部分更新或全部更换。 3 结果与讨论 311 电 抛 光 液中各成分的作用及影响 31111 磷酸 磷酸是电抛光液的主要成分,在抛光过 程中,既能起溶解作用, 又能在不锈钢表面 形成磷酸盐保护膜,阻止不锈钢表面发生过 腐蚀。磷酸含量偏低, 抛光液比重小、粘度 小、离子扩散速度加快,金属溶解加快,不利 于达到整平和抛光效果; 磷酸含量过高, 则 成本高, 且抛光慢。实验表明: 磷酸含量低 于270 mL/ L 时,制品抛光质量迅速变差,其 浓度以300 mL/ L 为最佳值。结果见表1。 表1 磷酸含量对抛 光 质量的影响 磷酸(mL/ L) 抛光表面状况 200 试片表面整平性差,光亮度差 220 试片表面整平性一般,光亮度差 250 试片表面平整,光亮度较差 270 试片表面平整,光亮度一般 300 试片表面平整,光亮 320 试片表面平整,光亮 31112 硫酸 硫酸有助于提高抛光液的电导率,提高 分散能力和阳极电流效率。加入适量硫酸 有利于制品表面整平,提高表面光亮度。硫 酸含量过低,制品难以整平; 硫酸含量过高, 会降低表面光洁度, 缩短电抛光液使用寿 命。实验表明: 硫酸用量低于150 mL/ L 时, 制品抛光质量明显变差。硫酸的最佳浓度 为180 mL/ L。结果见表2。 ? 2 1 ? Oct. 2001 Electroplating & Finishing Vol. 20 No. 5 表2 硫酸含量对抛 光 质量的影响 硫酸(mL/ L) 抛光表面状况 100 试片表面平整性差,光亮度差 120 试片表面平整,光亮度较差 150 试片表面平整,光亮度一般 180 试片表面平整,光亮 220 试片表面平整,光亮 31113 三氧化铬 三氧化铬在电抛光液中以 Cr 2 O 7 2 - 形式 存在,有很强的氧化性, 能使制品表面形成 钝化膜, 避免制品产生过腐蚀, 有利于提高 抛光质量。实验表明: 三氧化铬含量在 8 g/ L以上时对抛光质量的贡献变化不大, 其 用量小于5 g/ L 时抛光质量明显下降。其用 量以10 g/ L 为宜。 31114 添加剂 抛光液中加入适量添加剂,有利于改变 抛光液的粘度, 提高制品表面抛光质量, 还 可减少对金属杂质的敏感性。由实验可知, 添加剂用量以 10 mL/ L 为宜,最低不少于 5 mL/ L。添加剂的加入原则是少加勤加,发现 制品光亮度变差时应适当补加。 312 操作条件的影响 31211 阳极电流密度 只有在适当的电流密度下,有一定的氧 气析出,才有利于成膜或溶解。电流密度过 小,制品表面发生一般阳极溶解, 起不到抛 光效果;电流密度过大,氧气猛烈析出,形成 气流,产生局部腐蚀,影响抛光质量,同时抛 光液升温速度快,抛光液损耗大,成本增加。 由实验可知: 阳极电流密度以 017 A/ cm 2 为 宜。结果见表3。 表3 阳极电 流密度对抛 光 质量的影响 D A (A/ cm 2 ) 抛光表面状况 015 试片表面光亮,只有少量磨痕没有整平 017 试片表面光亮 110 试片表面光亮,抛光液升温速度快 31212 阴、阳极间距离 阴、阳极间距离要控制适当。极间距过 大,电阻增加,电能消耗增大,电抛光液温度 上升快,影响抛光质量; 极间距过小,容易造 成短路,烧毁制品。 31213 阴、阳极面积比 阴极面积应大于阳极面积,一般阴极面 积?阳极面积= 2,3?1。 31214 抛光液温度 制品表面抛光整平速率随温度升高而 增大,温度升高能有效降低抛光液粘度, 减 少阳极表面粘膜的厚度,加速阳极溶解产物 的扩散, 使溶液对流加快, 有利于阳极上滞 留的气泡脱附, 避免产生斑、麻点。但温度 过高,会使抛光液过热, 使制品产生腐蚀或 表面产生气带条纹, 影响抛光质量; 温度过 低,会使溶液粘度增大、阳极粘膜增厚,不利 于阳极产物扩散, 抛光整平效果明显下降。 由实验可知:抛光液温度以40,50 ?为宜。 31215 抛光时间 时间应控制好。时间过长, 生产效率 低,能耗大;时间过短,抛光效果差。本工艺 的抛光时间以5,8 min 为宜。 4 结论 ?本实验研制的抛光液抛光效果好,能 耗低,使用寿命长,成本低。 ?抛光液组分简单, 无挥发性成分, 稳 定性高,抛光液维护方便。 ?抛光后不锈钢表面光亮度高,抗腐蚀 性和污染能力强。 参考文献: [1] 耿 强,路云鹤. 不锈钢电化学抛光新工艺的 研制[J ] . 材料保护,1995 ,28(9) :22 - 23. [2] 韦 瑶,杜高昌,蓝伟强,等. 电化学抛光工艺的 研究与应用[J ]. 表面技术,2001 ,30(1) :19 - 20. [3] 文斯雄. 不锈钢电抛光[J ] . 电镀与精饰, 1997 ,19(3) :19 - 20. [4] 郝杰芬. 不锈钢电解抛光[J ] . 表面技术, 2000 ,29(3) :36 - 37. ? 3 1 ? 2001 年10 月 电 镀 与 涂 饰 第20 卷第5 期