双辅电极不锈钢电化学抛光技术

双辅电极不锈钢电化学抛光技术 ?? ?.3 西北轻工业学院学报 Jun.2002 文章编号:1000-5811(2002)03-0067-02 杨建桥,张光华 (陕西科技大学,陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室 陕西咸阳,712081) 摘 要:提出了双辅助电极电化学抛光技术,研究了实现双辅助电极电化学抛光的设备结构,分析了双辅助电极电化学抛光的基本原理,提出了双辅助电极电化学抛光的工艺规范。结果表明:双辅助电极电化学抛光具有抛光质量高、工件装夹方便等优点,尤其适应于不锈钢管内表面的抛光。 关键词:不锈钢;抛光;内表面;辅助电极 中图分类号:TS737[TG175] 文献标识码:A 由于不锈钢兼有良好的机械性能和优良的耐腐蚀性能,因而在造纸工业中得到愈来愈广泛 1〕 的应用〔。不锈钢管作为浆料输送管线其内表面的粗糙度是管线质量高低的重要标志,将直接关系到浆料输送的稳定性,在流浆箱、洗浆机中尤 ——————————————————————————————————————————————— 〔2〕 为明显。目前降低不锈钢管内表面粗糙度的方 〔3,4〕 法多为机械法,由于不锈钢管内表面加工难度较大,因而对加工设备要求很高,降低不锈钢管内表面的粗糙度的加工,是影响设备制造质量 4〕 的重要工序〔。 本文提出的双辅助电极电化学抛光技术对于降低不锈钢管内表面粗糙度具有较好的作用。双辅助电极电化学抛光又可称为感应电化学抛光,它同样适用于不锈钢结构内表面的电化学抛光。 1 双辅助电极电化学抛光装置 双辅助电极电化学抛光装置结构如图1所示。与普通电化学抛光装置不同的是该装置有一个辅助阳极和一个辅助阴极。辅助阳极与电镀电源的正极相连而辅助阴极与电镀电源的负极相连。不锈钢管工件既不与电源正极相连也不与电源负极相连。这样抛光的结果是工件内表面完成抛光,而外表面并未抛光。双辅助电极电化学抛光就是用这种装置实现内表面的电化学抛光。2 双辅助电极电化学抛光原理 由图1看出,在双辅助电极电化学抛光时不锈钢管工件处于辅助阳极与辅助阴极之间,即可简化为图2所示的双辅助电极电化学抛光原理图。图中工件(不锈钢管)将电解槽隔为两个槽体,面对辅助阴极的一面是不锈钢管的内表面,面对辅助阳极的一面是不锈钢管的外表面。——————————————————————————————————————————————— 在这种条件下,辅助阳极与辅助阴极之间的电流通路完全被工件阻断,电流不能直接通过溶液由辅助阳极流向辅助阴极,而必须从工件“穿过”完成电流回路。当电流到达工件表面时,导电过程就由溶液中的离子导电转化为工件金属中的电子导电,而在界面上阳离子获得工件金属的电子或阴离子把电子失去给工件金属,实现这一转变而导通电流。由此可见,在工件与溶液接触的两个界面上都将有离子放电现象,都将发生电化学反应。显然,这两个界面上发生的电化学反应是不同的。电化学抛光时电流总是从阳极流出而进入阴极,电流流出的界面发生阳极反应,电流流入的界面发生阴极反应。工件面向辅助阴极的一侧(不锈钢管内表面)是电流流出的界面,发生阳极反应,完成抛光,而工件面向辅助阳极一侧(不锈钢管外表面)是电流流入的界面,发生阴极反应,不进行抛光。 综上所述,在双辅助电极电化学抛光过程中,尽可能地用工件把辅助阴极和辅助阳极隔开,是实现双辅助电极电化学抛光的前提。实际上若完全隔开,内孔中溶液就不能更新,电化学 ??收稿日期:2002-04-15 ?68? 西北轻工业学院学报——现代林纸特刊 第20卷 抛光就不能正常进行,故在辅助阳极安装过程中既要使辅助阴极和辅助阳极隔开,又要注意不锈钢管内电解液的流动。因此,辅助阳极的结构设 ——————————————————————————————————————————————— 计应满足这两个条件。 图1 双辅助电极电化抛光装置结构图 图2 双辅助电极电化学抛光原理图 3 双辅助电极电化学抛光工艺规范 (1)辅助阳极在溶液内具有良好的耐蚀性,应选用不锈钢或低碳钢镀铜(30,50??m),再镀镍(30??m)。使用过程中镀镍层如脱落,应重新镀覆。 (2)辅助阳极的直径视工件内孔径大小而定,一般为内孔径的1/3,1/2。 (3)在工件装夹前应完成脱脂、除油工艺过程。 (4)双辅助电极电化学抛光工艺规范:(适应于各类不锈钢) 磷酸(H3PO4) 560ml/L硫酸(H2SO4) 400ml/L铬酐(CrO3) 50g/L明胶 7g/L水(H2O)40ml/L体积质量1.76,1.82g/cm3电压10,20V温度55,65?阳极电流密度20,50A/dm2时间4,6min 辅助阴极材料不锈钢4 结论 (1)双辅助电极抛光适应于各类不锈钢工 件。尤其对不锈钢管的内表面抛光质量高。 (2)由于工件不带电,因而双辅助电极抛光装夹快速方便。 (3)双辅助电极电化学抛光工艺适应性强。该工艺对于1Cr18Ni9Ti 的奥氏体不锈钢、Cr13的马氏体不锈钢、00Cr18Ni9系列的铁素体不锈钢内表面均有较好的抛光效果。 参考文献 ——————————————————————————————————————————————— 〔1〕 Grundmann,R.HighlyAlloyedStainlessSteelstoCopewithCorrosion〔J〕.TappiJ.1990,73(12):117,123.〔2〕 Butterfield,W.S.DepositBuildupofelectrochemicalpol-ishstainlesssteelinHeadboxes〔J〕.CPPAAnn.Mtg. Preprints1988,74A:85,91.〔3〕蔡峰.不锈钢管材抛光新工艺〔. 焊管,1997(4):12,J〕13.〔4〕 Malinek,A.ModernizationoftheProductionofPiping 〔J〕.Pap.Celul.1990,45(7,8):127,128. ELECTROCHEMISTRYPOLISHINGTECHNIQUE WITHBOTHASSISTANTPOLE YANGJian-qiao,ZHANGGuang-hua (ShaanxiUniversityofScience&Technology,ShaanxiProvinceKeyLaboratoryofPapermakingTechnologyandSpe-cialtyPaper,Xianyang712081,China) Abstract:Theelectrochemistrypolishingtechniquewithbothassistantpoleisstudied.Theresultsindi-catethat:(1)Thequalityofelectrochemistrypolishingishigh;(2)Thefixationofworkpieceisconve-nient;(3)Itisadapttothepolishofthestainlesssteelinnerpipe.: ———————————————————————————————————————————————