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021-5430 1973上次我們說到了,化學(xué)拋光。下面我們介紹一下真空輸送機(jī)電解拋光拋光,
一. 真空輸送機(jī)電解拋光拋光工作原理
⑴、真空輸送機(jī)電解拋光是以拋光工件為陽(yáng)極,不溶性金屬為陰極,兩極同時(shí)浸入電化學(xué)槽中,通直流電而產(chǎn)生有選擇性的陽(yáng)極溶解,因此真空輸送機(jī)、真空上料機(jī)表面達(dá)到高度光潔和光澤的外觀。
⑵、真空輸送機(jī)電解拋光作用 真空輸送機(jī)、真空上料機(jī)經(jīng)過真空輸送機(jī)電解拋光,其色澤內(nèi)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(qiáng)。
二. 真空輸送機(jī)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(jī)、真空上料機(jī)表面形成磷酸鹽保護(hù)膜,阻止真空輸送機(jī)、真空上料機(jī)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(shí),槽液電阻增大,黏度提高,導(dǎo)致所需電壓較高,使整平速度遲緩。
(2)含量過低時(shí),活化傾向大,鈍化傾向小,導(dǎo)致真空輸送機(jī)、真空上料機(jī)表面不均勻腐蝕。
2.硫 酸:是活化劑,能提高溶液的導(dǎo)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(yáng)極電流效率。其含量控制在180~210mL/L為**。
(1)含量過高時(shí),活化傾向太大,易使拋光表面出現(xiàn)過腐蝕,呈現(xiàn)均勻的密集麻點(diǎn)。
(2)含量過低時(shí),出現(xiàn)嚴(yán)重的不均勻腐蝕。
3.鉻 酐:是強(qiáng)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(shí)在大電流下,易產(chǎn)生沉淀析出,降低電流效率,使拋光表面產(chǎn)生麻點(diǎn)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(luò)合物及其金屬衍生物,使拋光表面非常光亮細(xì)致,甘油還能防止真空輸送機(jī)、真空上料機(jī)在真空輸送機(jī)電解拋光液中的化學(xué)腐蝕。
(1)含量過低時(shí),拋光表面雖然光亮,但有腐蝕粗糙之處。
(2)含量高時(shí),即可克服粗糙,又使拋光面光亮細(xì)致。
(3)含量過高時(shí),會(huì)產(chǎn)生太多的泡沫,影響操作,也浪費(fèi)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(yáng)極過程中,陽(yáng)極表面形成一層吸附薄膜,當(dāng)不通電時(shí)可防止真空輸送機(jī)、真空上料機(jī)表面受真空輸送機(jī)電解拋光液浸蝕。當(dāng)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(hù),以致達(dá)到選擇性溶解呈現(xiàn)平滑光亮表面。
6.電流密度:
(1)電流密度低時(shí),金屬處于活化狀態(tài),被拋光表面發(fā)生浸蝕,陽(yáng)極溶解產(chǎn)物少,化學(xué)溶解比電化學(xué)溶解占優(yōu)勢(shì),以致光潔度差。
(2)電流密度超過合適的數(shù)值后,會(huì)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(dāng)提高溫度會(huì)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(huì)使真空輸送機(jī)電解拋光液黏度提高,導(dǎo)致陽(yáng)極溶解產(chǎn)物從金屬表面向整個(gè)真空輸送機(jī)電解拋光液的擴(kuò)散和溶解向陽(yáng)極的補(bǔ)充更加困難。
(2)溫度過高會(huì)使被溶解的金屬量不斷增加,槽內(nèi)產(chǎn)生蒸氣和氣體把真空輸送機(jī)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(jī)電解拋光液附近的黏度降低,又加速溶解產(chǎn)物向外擴(kuò)散,導(dǎo)致溶解速度的加速,影響產(chǎn)品表面光潔度。
三.真空輸送機(jī)電解拋光溶液的配制
溶液的配制應(yīng)根據(jù)配方中成份的含量分為體積含量[%(V)]或mL/L和質(zhì)量含量[%(wt)]或g/L,在計(jì)算用量上有所不同。
(1)體積含量。假設(shè)槽液容積為1000L,計(jì)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(nèi)。
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(shí)起強(qiáng)烈還原反應(yīng),真空輸送機(jī)電解拋光液轉(zhuǎn)變呈黃綠色。
(2) 將計(jì)算量的甘油在攪拌下分批加入槽內(nèi),此時(shí)起強(qiáng)烈還原反應(yīng),并產(chǎn)生太量的泡沫,為防止泡沫產(chǎn)生使溶液溢出槽外,加入甘油時(shí)要特別小心,溶液也轉(zhuǎn)變呈黃綠色。靜置冷卻。
(2)質(zhì)量含量
a. 測(cè)量所用的磷酸和硫酸的相對(duì)密度,假定測(cè)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(duì)密度的化學(xué)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(jì)算磷酸所需升數(shù)V 1和硫酸所需升數(shù)V 2。
?、?ⅹd0 ×1000/pd (L)
式中 x---配方中酸的質(zhì)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(zhì)量按公式計(jì) ⅹd0 ×1000/100 (Kg)
f. 將鉻酐計(jì)算量加入所需水中,攪拌溶解。
g. 將磷酸計(jì)算量加入鉻酐溶液中,攪拌均勻。
h. 將硫酸計(jì)算量在攪拌下加入g.步驟的溶液中。
(三) 測(cè)量溶液相對(duì)密度:已配制好的溶液待溫度冷卻至室溫后用比重計(jì) 測(cè)量相對(duì)密度。
1.如果相對(duì)密度高于1.7,應(yīng)將適量的水加入真空輸送機(jī)電解拋光液中,稀釋真空輸送機(jī)電解拋光液使相對(duì)密度在1.6~1.7范圍內(nèi)。
2.如果相對(duì)密度在1.6~1.7范圍內(nèi),但真空輸送機(jī)電解拋光液體積不足,則根據(jù)體積不足數(shù),適量按比例補(bǔ)充磷酸、硫酸、鉻酐量。
3. 如果相對(duì)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(jī)電解拋光液加熱至80℃,蒸除水分,直到相對(duì)密度達(dá)到1.6~1.7的范圍內(nèi)。
4.通電處理:在陰極上掛上鉛板,在陽(yáng)極上掛上真空輸送機(jī)、真空上料機(jī)板,在溫度70~80 ℃下,用D A為60~80A/d㎡ ,時(shí)間按40A·h/L計(jì)算通電處理,然后投入試生產(chǎn),如工件表面出現(xiàn)點(diǎn)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(jī)電解拋光液中的六價(jià)鉻和三價(jià)鉻更快地增加到必需的含量。通電處理可使真空輸送機(jī)電解拋光液呈現(xiàn)微綠色,表明已有一定量的鎳、鉻離子溶入真空輸送機(jī)電解拋光液中,方可獲得試生產(chǎn)的成功。
(四)真空輸送機(jī)電解拋光液維護(hù)和工藝要求
1.真空輸送機(jī)、真空上料機(jī)在真空輸送機(jī)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(jīng)常測(cè)量溶液相對(duì)密度,及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。
3.由于真空輸送機(jī)、真空上料機(jī)的鐵、鉻、鎳金屬元素在真空輸送機(jī)電解拋光過程中把它們?nèi)苋胝婵蛰斔蜋C(jī)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(jī)、真空上料機(jī)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(zhì)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(fù)原有的相對(duì)密度。
B. 更換部分溶液,**保留20%的舊溶液,補(bǔ)充80%的新溶液。
4.清理陰極鉛板:在真空輸送機(jī)電解拋光過程中陰極鉛板表面會(huì)沉積出一層厚厚的鐵、鎳等雜質(zhì),影響陰極表面導(dǎo)電,導(dǎo)致電流下降,使陽(yáng)極電流密度也上不去,嚴(yán)重影響真空輸送機(jī)電解拋光質(zhì)量。因此,要及時(shí)除去沉積物,以保持整個(gè)電路通暢。
5.陰極與陽(yáng)極面積比:陰極面積控制在陽(yáng)極面積的1/2~1/3.5,防止三價(jià)鉻的增長(zhǎng),過多的三價(jià)鉻在陽(yáng)極表面被氧化成六價(jià)鉻。三價(jià)鉻含量過多,易使真空輸送機(jī)電解拋光液老化。
6.陰陽(yáng)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(jī)電解拋光質(zhì)量。
B.距離過小,易造成短路打火,燒黑制品。陰與陽(yáng)極之間的距離以100~300㎜為宜。
7.進(jìn)出槽要切斷電源:工件在進(jìn)出槽時(shí),要先切斷電源,不可帶電掛或摘夾具,以防止產(chǎn)生電火花,引起真空輸送機(jī)電解拋光產(chǎn)生,并會(huì)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(yáng)極電流密度:陽(yáng)極電流密度與金屬的溶解成正比,選擇好陽(yáng)極電流密度,并控制在一定的陽(yáng)極電位區(qū)間,才能獲得良好的真空輸送機(jī)電解拋光質(zhì)量。
A:陽(yáng)極電流密度過小,工件表面發(fā)生一般的陽(yáng)極溶解,起不到效果。
B:陽(yáng)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(dǎo)致真空輸送機(jī)電解拋光液擴(kuò)加劇,黏膜被破壞,不復(fù)存在,發(fā)生電化學(xué)腐蝕。
9.控制槽液溫度:
A. 溫度應(yīng)維持在規(guī)定的工藝范圍內(nèi),使整平速率維持正常,降低真空輸送機(jī)電解拋光液的黏度,減少陽(yáng)極黏膜厚度,加速陽(yáng)極溶解產(chǎn)物的擴(kuò)散,使溶液對(duì)流加快,有利于陽(yáng)極上滯留氣泡脫附,避免產(chǎn)生斑點(diǎn)、麻點(diǎn)。
B:溫度過高,會(huì)導(dǎo)致溶液過熱,加速六價(jià)鉻向三價(jià)鉻的轉(zhuǎn)變(Cr 6+ +3e→Cr 3+),易產(chǎn)生表面腐蝕。
C:溫度過低,使溶液黏度增大,陽(yáng)極表面黏膜增厚,不利于陽(yáng)極溶解物的擴(kuò)散,使整平效果明顯降低。
10.六價(jià)鉻和三價(jià)鉻的**配比:在生產(chǎn)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(jī)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(jià)鉻還原為三價(jià)鉻,或通以大陰極小陽(yáng)極真空輸送機(jī)電解拋光產(chǎn)生三價(jià)鉻。
(2)如果顏色呈深綠色,表明真空輸送機(jī)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(yáng)極小陰極真空輸送機(jī)電解拋光溶解,使三價(jià)鉻部分轉(zhuǎn)變成六價(jià)鉻,同時(shí)可改善溶液質(zhì)量。
(五).醫(yī)療器械有限公司工藝流程
(1) 采用化學(xué)活化法.真空輸送機(jī)、真空上料機(jī)、真空輸送機(jī)電解拋光之前先弱侵蝕,除去鈍化膜,使金屬表面活化.經(jīng)弱浸蝕后不允許在空氣中停留太久,應(yīng)立即清洗并吹干轉(zhuǎn)入真空輸送機(jī)電解拋光.
弱浸蝕工藝: 硫酸: 3%~5% 溫度:室溫 時(shí)間:0.5~1min
(2)真空輸送機(jī)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(yáng)極電流密度A/d㎡ (10~55) (**15~30)
溶液相對(duì)密度(g/cm 3) 1.6~1.7
時(shí)間(min) 30~45(根椐 工件大小而定時(shí)間)
陰陽(yáng)極面積之比 (1~1.5):1
陰極才材料 鉛
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