真空輸送機、真空上料機拋光工藝（3）

　　上次我們說到了，化學拋光。下面我們介紹一下真空輸送機電解拋光拋光，

　　一. 真空輸送機電解拋光拋光工作原理

　　⑴、真空輸送機電解拋光是以拋光工件為陽極，不溶性金屬為陰極，兩極同時浸入電化學槽中，通直流電而產生有選擇性的陽極溶解，因此真空輸送機、真空上料機表面達到高度光潔和光澤的外觀。

　?、啤⒄婵蛰斔蜋C電解拋光作用 真空輸送機、真空上料機經過真空輸送機電解拋光,其色澤內外一致,清潔光亮,光澤持久，表面形成---黏性薄膜,抗腐蝕性能增強。

　　二. 真空輸送機電解拋光溶液組成和工藝條件

　　1.磷 酸：能起溶解作用又能在真空輸送機、真空上料機表面形成磷酸鹽保護膜，阻止真空輸送機、真空上料機表面發(fā)生過腐蝕。其含量變化較寬，以750mL/L左右為佳。

　　(1)含量過高時，槽液電阻增大，黏度提高,導致所需電壓較高，使整平速度遲緩。

　　(2)含量過低時，活化傾向大，鈍化傾向小，導致真空輸送機、真空上料機表面不均勻腐蝕。

　　2.硫 酸：是活化劑，能提高溶液的導電率，降低電阻，從而降低槽電壓，節(jié)約電能，有利于改善分散能力和提高陽極電流效率。其含量控制在180～210mL/L為**。

　　(1)含量過高時，活化傾向太大，易使拋光表面出現過腐蝕，呈現均勻的密集麻點。

　　(2)含量過低時，出現嚴重的不均勻腐蝕。

　　3.鉻 酐：是強氧化劑，使表面形成鈍化膜，避免表面腐蝕，有利于獲得光潔表面。其含量控制在50～60g/L為宜。

　　(1)鉻酐濃度太低，不易獲得光亮表面。

　　(2)濃度太高時在大電流下，易產生沉淀析出，降低電流效率，使拋光表面產生麻點等過腐蝕。

　　4.丙三醇(甘油)：能起到良好的緩蝕作用，與磷酸生成絡合物及其金屬衍生物，使拋光表面非常光亮細致，甘油還能防止真空輸送機、真空上料機在真空輸送機電解拋光液中的化學腐蝕。

　　(1)含量過低時，拋光表面雖然光亮，但有腐蝕粗糙之處。

　　(2)含量高時，即可克服粗糙，又使拋光面光亮細致。

　　(3)含量過高時，會產生太多的泡沫，影響操作，也浪費材料。

　　5.糖 精：有光亮作用。

　　(1)糖精在陰極過程中能為金屬表面吸附，有助于被拋表面的白亮和發(fā)亮。

　　(2)糖精在陽極過程中，陽極表面形成一層吸附薄膜,當不通電時可防止真空輸送機、真空上料機表面受真空輸送機電解拋光液浸蝕。當通電后，電力線首先在凸起部位擊穿隔離薄膜而開始溶解，在凹入處被有效地保護，以致達到選擇性溶解呈現平滑光亮表面。

　　6.電流密度：

　　(1)電流密度低時，金屬處于活化狀態(tài)，被拋光表面發(fā)生浸蝕，陽極溶解產物少,化學溶解比電化學溶解占優(yōu)勢，以致光潔度差。

　　(2)電流密度超過合適的數值后，會發(fā)生劇烈的氧氣析出，金屬表面發(fā)生過熱和過腐蝕，引起劇烈的不規(guī)則溶解，增大了電能的消耗。

　　7.溫 度：適當提高溫度會使整平過程加速和電流效率提高，從而提高了表面光潔度和光亮度。

　　(1)溫度過低會使真空輸送機電解拋光液黏度提高，導致陽極溶解產物從金屬表面向整個真空輸送機電解拋光液的擴散和溶解向陽極的補充更加困難。

　　(2)溫度過高會使被溶解的金屬量不斷增加，槽內產生蒸氣和氣體把真空輸送機電解拋光液從金屬表面擠開，反而降低了金屬的溶解速度。真空輸送機電解拋光液附近的黏度降低，又加速溶解產物向外擴散，導致溶解速度的加速，影響產品表面光潔度。

　　三.真空輸送機電解拋光溶液的配制

　　溶液的配制應根據配方中成份的含量分為體積含量[%(V)]或mL/L和質量含量[%(wt)]或g/L，在計算用量上有所不同。

　　(1)體積含量。假設槽液容積為1000L，計算用量及配制步驟如下。

　　a. 磷酸用量：XmL/L×1000L=XL, 量取磷酸XL加入槽內。

　　b. 硫酸用量：XmL/L×1000L=XL, 量取硫酸XL,在不斷攪拌下加入磷酸中。

　　c. 水的用量：XmL/L×1000L=XL。置于另外一容器中。

　　d. 鉻酐用量：XmL/L×1000L=XL，將稱取的鉻酐加入水中，攪拌使溶解 成鉻酸溶液。

　　e. 將鉻酸溶液在攪拌下緩慢加入磷酸-硫酸溶液中，攪拌均勻，溶液呈黃色。

　　f. (1) 明膠用量：Xg/L×1000L=X㎏, 將稱取的明膠放入熱水中攪拌均勻，將明膠緩慢分少批量加入磷酸-硫酸溶液中，此時起強烈還原反應，真空輸送機電解拋光液轉變呈黃綠色。

　　(2) 將計算量的甘油在攪拌下分批加入槽內，此時起強烈還原反應，并產生太量的泡沫，為防止泡沫產生使溶液溢出槽外，加入甘油時要特別小心，溶液也轉變呈黃綠色。靜置冷卻。

　　(2)質量含量

　　a. 測量所用的磷酸和硫酸的相對密度，假定測出的磷酸密度d1=1.7g/mL, 硫酸密度d2 =1.8g/mL.

　　b. 然后從各種酸的相對密度的化學資料的表中查得：在100g酸液中磷酸含量P1 =86.25g, 硫酸含量p2 =88g.

　　c. 計算磷酸所需升數V 1和硫酸所需升數V 2。

　　Ⅴ=ⅹd0 ×1000/pd (L)

　　式中 x---配方中酸的質量百分比; d0---溶液密度，取平均值=1.65g/mL

　　d. 水量=1000-∨1-∨2

　　e. 鉻酐用量。

　　由于鉻酐是固體酸，所需質量按公式計 ⅹd0 ×1000/100 (Kg)

　　f. 將鉻酐計算量加入所需水中，攪拌溶解。

　　g. 將磷酸計算量加入鉻酐溶液中，攪拌均勻。

　　h. 將硫酸計算量在攪拌下加入g.步驟的溶液中。

　　(三) 測量溶液相對密度：已配制好的溶液待溫度冷卻至室溫后用比重計 測量相對密度。

　　1.如果相對密度高于1.7，應將適量的水加入真空輸送機電解拋光液中，稀釋真空輸送機電解拋光液使相對密度在1.6～1.7范圍內。

　　2.如果相對密度在1.6～1.7范圍內，但真空輸送機電解拋光液體積不足，則根據體積不足數，適量按比例補充磷酸、硫酸、鉻酐量。

　　3. 如果相對密度低于1.6，而體積已足或略超過所配體積，則將真空輸送機電解拋光液加熱至80℃，蒸除水分，直到相對密度達到1.6～1.7的范圍內。

　　4.通電處理：在陰極上掛上鉛板，在陽極上掛上真空輸送機、真空上料機板，在溫度70～80 ℃下，用D A為60～80A/d㎡ ,時間按40A·h/L計算通電處理，然后投入試生產，如工件表面出現點狀腐蝕或表面光澤不夠理想，加入鉻酐、明膠、甘油可以使到真空輸送機電解拋光液中的六價鉻和三價鉻更快地增加到必需的含量。通電處理可使真空輸送機電解拋光液呈現微綠色，表明已有一定量的鎳、鉻離子溶入真空輸送機電解拋光液中，方可獲得試生產的成功。

　　(四)真空輸送機電解拋光液維護和工藝要求

　　1.真空輸送機、真空上料機在真空輸送機電解拋光之前必須徹底除油，以免油污污染槽液。

　　2.在使用過程中需要經常測量溶液相對密度，及時進行調整。

　　3.由于真空輸送機、真空上料機的鐵、鉻、鎳金屬元素在真空輸送機電解拋光過程中把它們溶入真空輸送機電解拋光液中，一旦積累到一定的程度，使溶液黏稠，電阻增大，使真空輸送機、真空上料機表面不光亮。

　　有二種方法可供選擇：

　　A. 適量的水稀釋溶液，降低酸度，鐵、鉻、鎳等雜質可局部呈磷酸鹽沉淀，除去槽底沉淀，然后再加熱蒸發(fā)除去水分，恢復原有的相對密度。

　　B. 更換部分溶液，**保留20%的舊溶液，補充80%的新溶液。

　　4.清理陰極鉛板：在真空輸送機電解拋光過程中陰極鉛板表面會沉積出一層厚厚的鐵、鎳等雜質，影響陰極表面導電，導致電流下降，使陽極電流密度也上不去，嚴重影響真空輸送機電解拋光質量。因此，要及時除去沉積物，以保持整個電路通暢。

　　5.陰極與陽極面積比：陰極面積控制在陽極面積的1/2～1/3.5，防止三價鉻的增長，過多的三價鉻在陽極表面被氧化成六價鉻。三價鉻含量過多，易使真空輸送機電解拋光液老化。

　　6.陰陽極之間的極距：

　　A.距離過大，電阻增大，電能消耗增大，溶液容易升溫，影響真空輸送機電解拋光質量。

　　B.距離過小，易造成短路打火，燒黑制品。陰與陽極之間的距離以100～300㎜為宜。

　　7.進出槽要切斷電源：工件在進出槽時，要先切斷電源，不可帶電掛或摘夾具，以防止產生電火花，引起真空輸送機電解拋光產生，并會使聚集在槽面上的氫氣和氧氣混合氣發(fā)生爆炸。

　　8.控制合適的陽極電流密度：陽極電流密度與金屬的溶解成正比，選擇好陽極電流密度，并控制在一定的陽極電位區(qū)間，才能獲得良好的真空輸送機電解拋光質量。

　　A：陽極電流密度過小，工件表面發(fā)生一般的陽極溶解，起不到效果。

　　B：陽極電流密度過大，黏膜被擊穿，氧氣猛烈析出呈氣流狀，表面過熱，導致真空輸送機電解拋光液擴加劇，黏膜被破壞，不復存在，發(fā)生電化學腐蝕。

　　9.控制槽液溫度：

　　A. 溫度應維持在規(guī)定的工藝范圍內，使整平速率維持正常，降低真空輸送機電解拋光液的黏度，減少陽極黏膜厚度，加速陽極溶解產物的擴散，使溶液對流加快，有利于陽極上滯留氣泡脫附，避免產生斑點、麻點。

　　B：溫度過高，會導致溶液過熱，加速六價鉻向三價鉻的轉變(Cr 6+ +3e→Cr 3+)，易產生表面腐蝕。

　　C：溫度過低，使溶液黏度增大，陽極表面黏膜增厚，不利于陽極溶解物的擴散，使整平效果明顯降低。

　　10.六價鉻和三價鉻的**配比：在生產過程中要保持溶液呈黃綠色。

　　(1)如果顏色呈黃色為主，表明真空輸送機電解拋光液含Cr 6+偏高，可加入適量的明膠或甘油，使其部分六價鉻還原為三價鉻，或通以大陰極小陽極真空輸送機電解拋光產生三價鉻。

　　(2)如果顏色呈深綠色，表明真空輸送機電解拋光液含Cr 3+高了，按比例適量加入用水 溶解好的鉻酐溶解，或通以大陽極小陰極真空輸送機電解拋光溶解，使三價鉻部分轉變成六價鉻，同時可改善溶液質量。

　　(五).醫(yī)療器械有限公司工藝流程

　　(1) 采用化學活化法.真空輸送機、真空上料機、真空輸送機電解拋光之前先弱侵蝕,除去鈍化膜,使金屬表面活化.經弱浸蝕后不允許在空氣中停留太久,應立即清洗并吹干轉入真空輸送機電解拋光.

　　弱浸蝕工藝: 硫酸: 3%～5% 溫度：室溫 時間：0.5～1min

　　(2)真空輸送機電解拋光溶液成份及工藝條件

　　磷酸 (H 3 PO 4 ,85%)(d=1.65) (60%～70%)(**70%)

　　硫酸 (H 2 SO 4 ,98%)(d=1.84) (8%～15%)(*** 佳12%)

　　鉻酐 (CrO 3) (5%～15%) (*** 佳12%)

　　甘油或明膠 12%(8g/L)

　　水 余量

　　溫度/℃ (50～100) (**50～70)

　　電壓/V 10～20

　　陽極電流密度A/d㎡ (10～55) (**15～30)

　　溶液相對密度(g/cm 3) 1.6～1.7

　　時間(min) 30～45(根椐 工件大小而定時間)

　　陰陽極面積之比 (1～1.5)：1

　　陰極才材料 鉛