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铝合金前处理—化学抛光,电化学抛光
由于铝合金的质地柔软,硬度比较低,在成型加工和运输过程中容易产生机械损伤,造成划
痕、磨损等表面缺陷。这些缺陷不仅影响表面平整性和表面光亮度,还会影响其化学稳定性,
在表面缺陷出容易发生腐蚀。为了使铝合金制品表面获得光亮和平整的状态,消除机械损伤
和腐蚀点,提高表面光滑度和光泽度,往往采用抛光处理。其中包括化学抛光,电化学抛光。
电化学抛光
电化学抛光也称电解抛光,电解抛光是以被抛工件为阳极,不溶性金属为阴极,两极同时浸
入到电解槽中,通以直流电而产生有选择性的阳极溶解,从而达到工件表面光亮度增大的效
果。电解抛光原理现在世界各界人士争论很多,被大家公认的主要为黏膜理论。该理论主要
为:工件上脱离的金属离子与抛光液中的磷酸形成一层磷酸盐膜吸附在工件表面,这种黏膜
在凸起处较薄,凹处较厚,因凸起处电流密度高而溶解快,随黏膜流动,凹凸不断变化,粗
糙表面逐渐被整平的过程。
电化学抛光时,工件接阳极。通电时工件表面会产生电阻率高的稠性黏膜,其厚度在工件表
面不均匀。表面微观凸出部分较薄,电流密度较大,金属溶解较快;表面微观下凹处较厚,
电流密度较小,金属溶解较慢。由于稠性黏膜和电流密度分布的不均匀性,微观凸起部分尺
寸减少较快,微观下凹处尺寸减少较慢,使工件表面粗糙度降低,从而达到抛光的目的。
电化学抛光后工件性能变化有:工件表面光洁度增加,提高了反光能力;摩擦系数及表面硬
度,金属的电子冷发射能力均下降;工件耐腐蚀性及磁导率提高;对工件疲劳强度有影响。
电化学抛光优点有:内外色泽一致,光泽持久,机械抛光无法抛到的凹处也可整平;生产效
率高,成本低廉;增加工件表面抗腐蚀性。缺点:1)应用范围受限制:2)无法除去工件表
面的宏观划痕、麻点等表面缺陷。
电化学抛光所需条件及设备
(1)电源:电源可选用双相220V,三相380V。
(2)整流器:电解抛光对电源波形要求不是太严格,可选用可控硅整流器好高频整流器。
整流器空载电压:0—20v
负载电压(工作电压):8—10v
工作电压低于6v,抛光速度慢,光亮度不足。
整流器电流:根据客户工件大小而定。
(3)电解槽及配套设施(阳极棒):可选用聚氯乙烯硬板材焊接而成。在槽上装三根电极
棒,中间为可移动的阳极棒,接电源阳极(或正极),两侧为阴极棒,连接电源阴极(负极)。
(4)加热设施及冷却设备①加热可选用石英加热管,钛加热管。
②冷却可选用盘管,盘管可加热可冷却。
(5)夹具:最好选用钛做挂具,因为钛较耐腐蚀,寿命长,钛离子对槽液无影响。建议
最好不要用铜挂具,因为铜离子进入会在不锈钢表面沉积一层结合力不好的铜层,影响抛光
质量。铜裸露部位可用聚氯乙烯胶烘烤成膜,在接触点刮去绝缘膜。
(6)阴阳极材料:阴阳极棒应用铜棒或铜管,铜管长是电解槽长加20厘米,阴极板应用
铅板,铅板固定在阴极棒上,铅板长为槽高加10厘米,铅板宽根据槽长而定,一般为10
厘米,20厘米规格。
就目前来说,电解抛光主要针对不锈钢工件的表面光亮处理。不锈钢工件又分为200系列,
300系列,400系列材质,各系列材质有必须用针对性电解抛光液。比如不锈钢200系列材
质的不锈钢,必须用200系列的配方,此种配方无法适应300系列或400系列的不锈钢材质。
这一直是国内一大难题,因为有些厂家的材质是组合工件,既有200系列不锈钢材质,又有
300或400系列不锈钢材质。在2007年12月,威海云清化工开发院王铃树高级工程师研制
出一种不锈钢通用电解液。这种电解液适合所有不锈钢材质。他结合了原有电解液所有优点,
比重为电解液最佳比重,为1.70,光亮度为镜面亮度。同时还研发出新的优点,此电解液提
高了原有的亮度,降低了一半的电流密度。在生产操作中,可节省50%的电费。使用寿命
提高了40%,这种电解液一直在国内处于领先技术。
化学抛光
化学抛光是一种高级精饰处理方法,其机理可做如下解释:第一,在高温下由于酸的氧化作
用,在铝的表面形成氧化膜,同时由于酸的溶解作用,这层氧化膜又被溶解。当氧化膜的生
成速度与溶解速度达到平衡时,其表面的金相结构和排列发生变化。那些晶格较大、易产生
晶体变形层和排列不齐的晶格首先被溶解,使金属表面的晶格排列更加趋于整齐,晶粒更加
紧密和细小,从而获得平滑光亮的表面。第二,化学抛光液中含有粘度较大的酸,此酸将
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