一种不锈钢抛光方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种不锈钢抛光方法。
【背景技术】
[0002]电化学抛光定义为在一定电解液中金属工件作阳极溶解，而使其表面粗糙度下降，光亮度提高，并产生一定金属光泽的技术。电化学抛光的发展要追溯到上世纪初R.Winer等人在银电化学抛光方面的第一个专利。然而，对此进行系统化研究，并推广到工业化应用的却是法国的P.AJacquet在铜和镍方面的研究。目前，此技术已在金属精加工、金相制备及那些需要控制表面质量与光洁度的领域获得极其广泛的应用，显示出机械抛光及其它表面精加工技术无法比拟的高效率，表面无加工硬化层、耐蚀、美观等一系列优点，涉及的材料有纯金属、碳钢、合金钢、有色金属极其合金、贵金属等几乎所有金属材料。
[0003]光洁度对零件的耐磨性、抗疲劳性能，以及对配合处的强度，都起着决定性的影响。欲使零件表面达到所需的光洁度，可以采用各种方法。通常有机械抛光、化学抛光和电化学抛光三种及在其基础上相互联合使用的方法。最普遍的是机械方法，但由于这种方法具有使零件变形等缺点，因而其应用范围受到限制。
[0004]化学抛光即化学光亮处理，用的溶液活性比较大，又在加热条件下使用，所以抛光过程难以控制。大晶粒材料抛光效果也不理想。电化学抛光比机械抛光有很多优点。它主要优点是:
[0005]1、生产率高，且与被加工材料的机械性能(硬度、韧性、强度等)无关，可以加工难加工的各种导电材料；
[0006]2、表面粗糙度值小；
[0007]3、使用寿命长，耐磨性好，电化学抛光表面凹凸不平呈圆弧状，比之尖峰状使用寿命长，耐腐蚀性好；
[0008]4、抛光时工件与刀具(阴极)不接触，无切削力、热、毛刺及切削刀痕，刀具无损伤；
[0009]5、电化学抛光时可以得到很光亮平整的表面；
[0010]6、与机械抛光比较，电化学抛光是一个既简单而又比较方便的抛光方法。电化学抛光所需要的持续时间与制件的形状无关；表面质量相同时无论对简单制件，或复杂制件，持续时间时相同的。电化学抛光比机械抛光来得快，此外，在这种情况下有更大可能使过程机械化和自动化。电化学抛光不改变被抛光制件的形状及金属表面层的组织。所以，电化学抛光被广泛地应用来制取金相磨片。
[0011]当然，电化学抛光也有一些缺点。比如，它只可以用在制件分离地固定在挂具上的槽子里；对夹杂物侵蚀、显微偏析的敏感、大晶粒材料和多相合金，抛光效果往往不佳，有时候还要使用一些有毒、易爆的化学药品，这些均为电化学抛光的不足之处。因此，无论在表面最后精加工，或在镀前表面准备上，电化学抛光在工业中都获得广泛的应用。
[0012]关于电化学抛光机理主要有两类假说:
[0013]⑴粘膜说
[0014]粘膜说是一种比较经典的电化学抛光假说，它解释了阳极表面是如何用电化学方法整平的。阳极抛光过程中，在表面形成一层高浓度盐层，即所谓粘滞层(或粘液膜)。这层膜与整体溶液相比，具有较大的比重和电阻率。凹凸不平的表面粘液层的厚度是不同的，凸起部分的粘膜薄，膜越薄则电阻越小，因此凸起的部分的电阻小，电流密度比凹陷部分大。磨片表面各部分电流密度相差很多，凸起的部分电解液离子扩散速度也比凹现部位快，使阳极溶解产物比较容易扩散出去，这也有利于凸起部分溶解。有人认为阳极凸起部分离阴极距离近，使试样表面电场分布不均，电力线集中在凸起部分、促使尖端部分的薄膜破裂而急速溶解；或认为表面凸起部位吸附的阴离子多，容易和溶解产生的阳离子结合扩散到溶液的深处，加速了凸起部位金属的溶解。
[0015](2)钝化膜理论
[0016]在电化学抛光过程中，当阳极电位达到氧的析出电位时，由于析出氧的作用在阳极的表面形成一层氧化膜，使阳极的表面状态发生很大的变化.同时，随着电极电位向正的方向跃变，电流密度有所下降，表明金属表面由活化状态转入了钝化.但是，这层氧化膜在电解液是可以溶解的，所以这时建立的钝态并不是完全稳定的.由于阳极表面微凸处电流密度较高，形成的氧化膜比较疏松，而且该处析出的氧气也多，对溶液的搅拌作用大，溶液易于更新，并有利于阳极溶解产物向溶液中扩散，促使该处的氧化膜溶解加快，暴露出金属使氧化继续进行。相比之下，阳极表面的微凹处则处于相对稳定的钝态，氧化膜的溶解和生成的速度均比微凸处要慢。在整个抛光过程中，氧化膜的生成溶解反复地进行着，而且微凸处进行的速度比微凹处，其结果，微凸处金属被有限溶解削去，使阳极表面达到平整光亮嘲。
[0017]此外还有Edwards提出的受主理论等假说。
[0018]影响电化学抛光过程的因素多种多样，如被抛光材料的性质、成分、状态、电化学抛光液成分、电化学抛光温度、时间及其它规范，这些都需要一并考虑。电化学抛光的实质目前仍然没有十分清楚。虽然曾经提出过许多关于电化学抛光理论的假设，但都不能圆满解释电化学抛光过程中的发生的各种现象。例如粘性膜理论，尚不能回答电化学抛光中是否发生阳极金属的氧化问题，也不能解释电化学抛光过程中所特有的阳极极化问题，而钝化膜理论虽在微观整平上获得了较完善的解释，但又不能较好地说明电化学抛光的全过程，如此等等。
[0019]Edwards认为，宏观整平是阳极表面几何形状均匀化的过程。当电流通过电解液时，在阳极表面生成一层由阳极溶解产物组成的液膜，它有较高的粘度和大的电阻，而这层粘液膜的厚度在粗糙表面各个部位时不相等的，在凹处要大些，在凸处要小些。由于阳极表面的“绝缘度刀程度不同，因而上面的电流密度也就不均匀，在凸起的电流密度较凹处的电流密度大些。所以，凸起处的溶解就快些，结果便导致粗糙表面被宏观整平。
[0020]Elmore认为，阳极溶解产物向电解液中的扩散在宏观整平过程中起主导作用。这是由于凸起处溶解产物浓度梯度比在凹处高。因而。凸起处溶解速度大，表面被整平。此理论对宏观整平现象进行了较好解释。目前，普遍为人们所接受。随后Landolt等人研究了表面具有规则三角起伏外形的铜及镍在硝酿电解液中的抛光规律。实验结发现，宏观整平速率主要取决于阳极电流密度分布决定的阳极极化行为。
[0021]温度参数与电压一样，对于每一种金属--电解液的组