不锈钢管电化学抛光溶液维护和工艺要求

由于拋光过程中不锈钢管表面的溶解，溶液中的铁、镍、铬含量将逐渐升高，此时溶液逐渐失去拋光能力，无论如何增高温度，开大电流，均无助于恢复抛光能力。分析溶液，如 铁含量超过60g/L，三价铬含量超过说明溶液已经老化。对于抛光溶液再生，恢复拋光能力，有两种方法可供选择。一个方法是适当用水稀释溶液，降低酸度，铁、铬、镍等杂质可局部呈盐沉淀，除去槽底沉淀，然后再加热蒸发除去水分，恢复原有的相对密度，此法操作起来较繁琐，需要消耗较大的能源和时间。另一方法是更换部分溶液，保留20%的旧溶液，补充80%的新溶液。可以少通或不通电处理，很快即可实现正常抛光。

在抛光过程中阴极铅板表面会沉枳出一层厚厚的铁、镍等杂质，影响阴极表面导电，导致电流下降，使拋光表面的阴极电流密度也上不去，严重影响抛光质量。因此，要及时将阴极板上的沉积物除去，有时形成硬质厚膜，要强力敲打才能除下，最后冲洗干净，以保持整个电路通畅。

阴极与阳极面积比，阴极面积控制在阳极面积的1/2。在此情况下，可以防止三价铬的增长，过多的三价铬在阳极表面被氧化成六价铬。三价铬含量过多，易使抛光液老化。阴极与阳极之间的距离过大、电阻增大，电能消耗增大，溶液容易升温，影响抛光质量。距离过小，易造成短路打火，烧黑制品。阴与阳极之问的距离100至300毫米为宜。对抛光一些复杂大口径不锈钢管，可制作象形阴极，以保持阳极电流分布均匀，特別是对不锈钢管内表面，有适当的象形阴极安置在内孔中，才能使内孔各部位抛光一致。

在电化学抛光时，由于电流密度较高，给电流较大，因此不锈钢管在进出抛光槽时，要先切断电源，不可带电挂或摘夹具，以防止产生电火花，引起电解产生，并会使聚集在槽面上的氢气和氧气混合气发生爆炸。

由于强大的电流通过槽液，会使槽液升温，在连续操作中要采取冷却措施，使用冷冻机冷却不断升温的槽液。抛光液的温度应适度维持在规定的工艺范围内，使不锈钢管表面抛光整平速率维持正常，以便有效降低电解液的黏度，减少阳极黏膜厚度，加速阳极溶解产物的扩散，使溶液对流加快，有利于阳极上滞留气泡脱附，避免产生斑点、麻点。温度过高，会导致溶液过热，加速六价铬向三价铬的转变,易产生表面腐蚀。温度过低，使溶液黏度增大，阳极表面黏膜增厚，不利于阳极溶解物的扩散，使拋光整平效果明显降低。

不锈钢管电化学抛光时，阳极电流密度与金属的溶解几乎成止比。只有选择好阳极电流密度，并控制在一定的阳极电位区间，才能获得良好的电化学抛光质量，阳极电流密度的最佳值，要根据不同的电解液配方，通过实际抛光，观察抛光所得最佳值确定。在合适的阳极电流密度下，根据黏膜理论，微观表面凸出部位优先溶解，有利于整平精饰表面。阳极电流密度过小，不锈钢管表面发生一般的阳极溶解，起不到抛光效果。阳极电流密度过大，黏膜被击穿，氧气猛烈析出呈气流状，表面过热，导致电抛光液扩散加剧，黏膜被破坏，不复存在，发生电化学腐蚀。所以在电拋光过程中必须控制阳极电流密度在最佳值，也就是在确定的工艺范围内。

阳极移动使阳极溶解产物加快扩散出去，起到搅拌作用，有效地排除阳极表面滞留的气泡，避免产生的气流生成条纹，防止局部过热造成不锈钢管表面过腐蚀。阳极移动有助于提高阳极电流密度，提高不锈钢管的电化学抛光表面质量。在电化学抛光液中不允许有活性氯离子存在，氯离子能破坏电化学抛光中表面形成的保护性黏膜，使不锈钢管表面形成过腐蚀性的麻点。氯离子可在阳极高电流密度上氧化成氯.气逸出而除去。氯离子的来源可能是用盐酸酸洗后未洗净而带入槽液，或原料中的不纯物氯离子引入。

六价锫和三价铬的最佳配比，在电化学抛光液中六价铬有氧化性，对不锈钢管表面起钝化保护作用，三价铬对维护电抛光有作用。新配成的电抛光液如果没有化学反应产生三价铬，还不能获得良好的抛光表面，只有当电解到溶液中有一定量的三价铬存在时才能出现理想的抛光表面。如果配方中加有铬酐，即六价铬通过电解反应，在阴极上产生氢气还原部分六价铬成为三价铬；如果配方中没有铬酐，则三价铬要靠阳极溶解不锈钢管所含的铬而得。这就是为什么新配的电解拋光液要充分电解后才能进行正常抛光工作。在含有铬酐的溶液中，加入明胶或甘油，它们能和铬酐起强烈的还原反应，部分六价铬转变为三价铬。六价铬是黄色的，三价铬是绿色的，它们在电解液中使溶液呈黄绿色。这就是为什么通电处理后才可电解抛光，最佳的抛光质量是在电解过程的中间阶段，在生产过程中电解抛光液要保持黄绿色。此时，根据化学分析数据，六价铬与三价铬的配比是3:7，为了维持该配比，可观察电解液的颜色，如果颜色呈黄色力主，表明电解液含六价铬偏高，可加入适量的明胶或甘油，使其部分六价铬 还原为三价铬，或通过大阴极小阳极电解产生三价铬。如果颜色呈深绿色，表明电解液含三价铬高了，按比例适量加入用水溶解好的铬酐溶液，或通过大阳极小阴极电解抛光液，使三价铬部分转变成六价铬。间时可改善溶液的抛光质量。

如果电解拋光时阳极电流密度为20毫安，时间4小时，用工具金相显微镜观测，不锈钢管的螺纹内径的金属抛除量为每分钟约0.001mm，螺纹外径的金属拋除量为0.002mm，齿形基本无变化，仅齿的顶部略有抛钝。阳极电流密度增加，其金属抛除量成比例增大。对于精密尺寸的不锈钢管的尺寸应考虑电化学抛光后金属抛除量。

电焊或热处理后零件的电化学抛光，凡电焊或热处理后的不锈钢管在电化学抛光时按两次进行，第一次进槽抛光3到5分钟取出，将已疏松了的焊渣和热处理氧化皮用金属丝刷将它刷掉，或用小锤敲掉，再第二次进槽冉抛光3到5分钟，可获得较好的效果。

经过电化学拋光后的不锈钢管，如果不再进行后续加工，如电镀、着色等其他工序，要进行钝化和中和。中和的作用是充分地消除在电化学拋光和钝化后表面所吸附的酸性物质。中和一般是在碳酸钠钠30g/L的溶液中进行。经过电化学拋光后的不锈钢管表面有一层均匀的钝化膜，可不需要再进行钝化处理。不锈钢管电化学抛光后，经过40℃的温水清洗，再冷水清洗，中和并清洗后用压缩空气吹干，才可以有效地避免残留酸液腐蚀拋光表面