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電化學拋光時一個多因素的綜合過程。因此,影響電化學拋光效果的工藝因素較多,而且這些影響因素是相互關聯的,有時是某種因素起主要作用,有時則幾種因素共同起重要作用。所以,要使電解拋光工藝長期保持穩定和處于較佳的狀態,就必須就多方面創造和掌握好各種影響拋光效果的主要因素。下面介紹一下電解液對拋光效果的影響。
毋容置疑,電解液選用的合理與否是直接影響電解拋光效果的基本因素之一。由于電解拋光機理的原因,組成電解液的金屬的接受體應當具有一下幾種特性:
(1)擴散系數小,黏度大。
(2)易與溶解下來的金屬離子形成擴散速度更小的多核聚合配合物。
(3)本身是一種粘稠的酸。
因為電解拋光通常是有擴散控制的,在陽極極化曲線中有平臺出現,黏度大,擴散系數小的配體可在較低電流密度下達到擴散控制區,即可在較低槽電壓下進行拋光,這就通常選用磷酸,有機磷酸和濃硫酸構成電解拋光電解液的原因。當然,僅僅“接受體”的擴散速度小,若它不能接受溶解下來的金屬離子,使其轉變為擴散速度更新的陪離子,這種接受體也是無拋光效果的。某種接受體本身的黏度不很大,但可以與溶解下來的金屬離子形成黏度更大,擴散系數更小的陪離子,同樣也可以得到良好的拋光效果。
一種實用的電解拋光液,除了要具有上述條件外,電解液對基體金屬和工夾具不得有過強的腐蝕性作用,同時還要具有價格低廉,穩定性好,拋光的工藝范圍寬等特點。
電解拋光設備所需條件和配置
(1)電源:電源可選用雙相220V,三相380V。
(2)電解拋光對電源波形要求不是太嚴格,可選用高頻整流器。整流器空載電壓:0—20v②負載電壓(工作電壓):8—10v注:工作電壓低于6v,拋光速度慢,光亮度不足。整流器電流:根據客戶工件大小而定。
(3)電解槽及配套設施(陽極棒):在槽上裝三根電極棒,中間為可移動的陽極棒,接電源陽極(或正極),兩側為陰極棒,連接電源陰極(負極)。
(4)加熱設施及冷卻設備:①加熱可選用石英加熱管,鈦加熱管。②冷卻可選用盤管,盤管可冷卻。
(5)夾具: 選用鈦做掛具,因為鈦較耐腐蝕,壽命長,鈦離子對槽液無影響。 不要用銅掛具,因為銅離子進入會在不銹鋼表面沉積一層結合力不好的銅層,影響拋光質量。銅裸露部位可用聚氯乙烯膠烘烤成膜,在接觸點刮去絕緣膜。
(6)陰陽極材料:陰陽極棒應用銅棒或銅管,銅管比電解槽長20厘米,陰極板應用合金鉛板,合金鉛板固定在陰極棒上,合金鉛板長為槽高加10厘米,鉛板寬根據槽長而定,一般為10厘米,20厘米。
電解拋光設備中電解陰極的選擇
在電解拋光中,陰極的材料性能,幾何形狀,尺寸大小以及它與被拋光制件之間的距離,位置等,均會直接影響電解拋光工藝能否正常進行及拋光的效果。因此,陰極的設計和應用,乃是電解拋光作業中必須特別重視的基本要素 之一。
關于陰極的設計,目前還沒有一個比較系統和完善的科學理論作為依據,只能靠經驗和反復實踐。
因此,陰極材料的選用,應滿足以下幾個要求:
(1)選擇的材料要有較高的導電性能。
(2)在電解拋光液中要有足夠的化學穩定性。在不斷改變電解液的組成及不污染電解液的同時,它本身的適用壽命要盡量長。
(3)在電解拋光工藝中不易鈍化和極化。
(4)要有一定的經濟適用價值,價格低廉,容易加工制造,還應有足夠的機械強度。
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