一種不銹鋼拋光方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種不銹鋼拋光方法。
【背景技術】
[0002]電化學拋光定義為在一定電解液中金屬工件作陽極溶解，而使其表面粗糙度下降，光亮度提高，并產(chǎn)生一定金屬光澤的技術。電化學拋光的發(fā)展要追溯到上世紀初R.Winer等人在銀電化學拋光方面的第一個專利。然而，對此進行系統(tǒng)化研究，并推廣到工業(yè)化應用的卻是法國的P.AJacquet在銅和鎳方面的研究。目前，此技術已在金屬精加工、金相制備及那些需要控制表面質(zhì)量與光潔度的領域獲得極其廣泛的應用，顯示出機械拋光及其它表面精加工技術無法比擬的高效率，表面無加工硬化層、耐蝕、美觀等一系列優(yōu)點，涉及的材料有純金屬、碳鋼、合金鋼、有色金屬極其合金、貴金屬等幾乎所有金屬材料。
[0003]光潔度對零件的耐磨性、抗疲勞性能，以及對配合處的強度，都起著決定性的影響。欲使零件表面達到所需的光潔度，可以采用各種方法。通常有機械拋光、化學拋光和電化學拋光三種及在其基礎上相互聯(lián)合使用的方法。最普遍的是機械方法，但由于這種方法具有使零件變形等缺點，因而其應用范圍受到限制。
[0004]化學拋光即化學光亮處理，用的溶液活性比較大，又在加熱條件下使用，所以拋光過程難以控制。大晶粒材料拋光效果也不理想。電化學拋光比機械拋光有很多優(yōu)點。它主要優(yōu)點是:
[0005]1、生產(chǎn)率高，且與被加工材料的機械性能(硬度、韌性、強度等)無關，可以加工難加工的各種導電材料；
[0006]2、表面粗糙度值??；
[0007]3、使用壽命長，耐磨性好，電化學拋光表面凹凸不平呈圓弧狀，比之尖峰狀使用壽命長，耐腐蝕性好；
[0008]4、拋光時工件與刀具(陰極)不接觸，無切削力、熱、毛刺及切削刀痕，刀具無損傷；
[0009]5、電化學拋光時可以得到很光亮平整的表面；
[0010]6、與機械拋光比較，電化學拋光是一個既簡單而又比較方便的拋光方法。電化學拋光所需要的持續(xù)時間與制件的形狀無關；表面質(zhì)量相同時無論對簡單制件，或復雜制件，持續(xù)時間時相同的。電化學拋光比機械拋光來得快，此外，在這種情況下有更大可能使過程機械化和自動化。電化學拋光不改變被拋光制件的形狀及金屬表面層的組織。所以，電化學拋光被廣泛地應用來制取金相磨片。
[0011]當然，電化學拋光也有一些缺點。比如，它只可以用在制件分離地固定在掛具上的槽子里；對夾雜物侵蝕、顯微偏析的敏感、大晶粒材料和多相合金，拋光效果往往不佳，有時候還要使用一些有毒、易爆的化學藥品，這些均為電化學拋光的不足之處。因此，無論在表面最后精加工，或在鍍前表面準備上，電化學拋光在工業(yè)中都獲得廣泛的應用。
[0012]關于電化學拋光機理主要有兩類假說:
[0013]⑴粘膜說
[0014]粘膜說是一種比較經(jīng)典的電化學拋光假說，它解釋了陽極表面是如何用電化學方法整平的。陽極拋光過程中，在表面形成一層高濃度鹽層，即所謂粘滯層(或粘液膜)。這層膜與整體溶液相比，具有較大的比重和電阻率。凹凸不平的表面粘液層的厚度是不同的，凸起部分的粘膜薄，膜越薄則電阻越小，因此凸起的部分的電阻小，電流密度比凹陷部分大。磨片表面各部分電流密度相差很多，凸起的部分電解液離子擴散速度也比凹現(xiàn)部位快，使陽極溶解產(chǎn)物比較容易擴散出去，這也有利于凸起部分溶解。有人認為陽極凸起部分離陰極距離近，使試樣表面電場分布不均，電力線集中在凸起部分、促使尖端部分的薄膜破裂而急速溶解；或認為表面凸起部位吸附的陰離子多，容易和溶解產(chǎn)生的陽離子結(jié)合擴散到溶液的深處，加速了凸起部位金屬的溶解。
[0015](2)鈍化膜理論
[0016]在電化學拋光過程中，當陽極電位達到氧的析出電位時，由于析出氧的作用在陽極的表面形成一層氧化膜，使陽極的表面狀態(tài)發(fā)生很大的變化.同時，隨著電極電位向正的方向躍變，電流密度有所下降，表明金屬表面由活化狀態(tài)轉(zhuǎn)入了鈍化.但是，這層氧化膜在電解液是可以溶解的，所以這時建立的鈍態(tài)并不是完全穩(wěn)定的.由于陽極表面微凸處電流密度較高，形成的氧化膜比較疏松，而且該處析出的氧氣也多，對溶液的攪拌作用大，溶液易于更新，并有利于陽極溶解產(chǎn)物向溶液中擴散，促使該處的氧化膜溶解加快，暴露出金屬使氧化繼續(xù)進行。相比之下，陽極表面的微凹處則處于相對穩(wěn)定的鈍態(tài)，氧化膜的溶解和生成的速度均比微凸處要慢。在整個拋光過程中，氧化膜的生成溶解反復地進行著，而且微凸處進行的速度比微凹處，其結(jié)果，微凸處金屬被有限溶解削去，使陽極表面達到平整光亮嘲。
[0017]此外還有Edwards提出的受主理論等假說。
[0018]影響電化學拋光過程的因素多種多樣，如被拋光材料的性質(zhì)、成分、狀態(tài)、電化學拋光液成分、電化學拋光溫度、時間及其它規(guī)范，這些都需要一并考慮。電化學拋光的實質(zhì)目前仍然沒有十分清楚。雖然曾經(jīng)提出過許多關于電化學拋光理論的假設，但都不能圓滿解釋電化學拋光過程中的發(fā)生的各種現(xiàn)象。例如粘性膜理論，尚不能回答電化學拋光中是否發(fā)生陽極金屬的氧化問題，也不能解釋電化學拋光過程中所特有的陽極極化問題，而鈍化膜理論雖在微觀整平上獲得了較完善的解釋，但又不能較好地說明電化學拋光的全過程，如此等等。
[0019]Edwards認為，宏觀整平是陽極表面幾何形狀均勻化的過程。當電流通過電解液時，在陽極表面生成一層由陽極溶解產(chǎn)物組成的液膜，它有較高的粘度和大的電阻，而這層粘液膜的厚度在粗糙表面各個部位時不相等的，在凹處要大些，在凸處要小些。由于陽極表面的“絕緣度刀程度不同，因而上面的電流密度也就不均勻，在凸起的電流密度較凹處的電流密度大些。所以，凸起處的溶解就快些，結(jié)果便導致粗糙表面被宏觀整平。
[0020]Elmore認為，陽極溶解產(chǎn)物向電解液中的擴散在宏觀整平過程中起主導作用。這是由于凸起處溶解產(chǎn)物濃度梯度比在凹處高。因而。凸起處溶解速度大，表面被整平。此理論對宏觀整平現(xiàn)象進行了較好解釋。目前，普遍為人們所接受。隨后Landolt等人研究了表面具有規(guī)則三角起伏外形的銅及鎳在硝釀電解液中的拋光規(guī)律。實驗結(jié)發(fā)現(xiàn)，宏觀整平速率主要取決于陽極電流密度分布決定的陽極極化行為。
[0021]溫度參數(shù)與電壓一樣，對于每一種金屬--電解液的組