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1、第三讲第三讲 化学抛光和电解抛光化学抛光和电解抛光邢亚哲邢亚哲 博士博士/ /副教授副教授长安大学长安大学 材料表面强化研究所材料表面强化研究所1 1高等课件高等课件主要内容主要内容l l概论l l化学抛光和电化学抛光机理l l化学抛光工艺l l电化学抛光工艺l l抛光缺陷及对策2高等课件第一节 概论机械抛光机械抛光化学抛光化学抛光电化学抛光（电解抛光）电化学抛光（电解抛光）物理作用物理作用（切削，研磨等）（切削，研磨等）化学作用化学作用（化学腐蚀）（化学腐蚀）3高等课件化学抛光、电化学抛光和机械抛光特点比较化学抛光、电化学抛光和机械抛光特点比较4高等课件电解抛光电解抛光20s20s，并侵蚀，
2、并侵蚀朱峰，等. 理化检验-物理分册，46（2010）692.5高等课件电解抛光电解抛光60s60s，并侵蚀，并侵蚀朱峰，等. 理化检验-物理分册，46（2010）692.6高等课件朱峰，等. 理化检验-物理分册，46（2010）692.电解抛光电解抛光100s100s，并侵蚀，并侵蚀点蚀7高等课件第二节 化学抛光和电化学抛光机理l l 铝在酸性溶液中的化学抛光机理铝在酸性溶液中的化学抛光机理铝的酸性浸蚀铝的酸性浸蚀磷酸粘滞性铝盐粘滞性铝盐扩散层扩散过程扩散层扩散过程硝酸钝化过程钝化过程8高等课件l l 铝的电化学抛光机理铝的电化学抛光机理ABAB区：铝活性溶解区区：铝活性溶解区BCBC区：区
3、：B B点以后，金属溶解速点以后，金属溶解速度超过产物向溶液的扩散速度度超过产物向溶液的扩散速度, ,导致粘膜层形成导致粘膜层形成CDCD区：抛光区。区：抛光区。C C点时阳极表面点时阳极表面附近溶液中金属盐饱和，粘膜附近溶液中金属盐饱和，粘膜层厚度不再增长，阳极反应速层厚度不再增长，阳极反应速度完全受扩散速度控制而与电度完全受扩散速度控制而与电位无关。位无关。DEDE区：阳极氧化膜部分溶解与区：阳极氧化膜部分溶解与氧气析出区。氧气析出区。9高等课件第三节 化学抛光工艺l l 以磷酸为基的化学抛光工艺以磷酸为基的化学抛光工艺1）磷酸）磷酸-硫酸化学抛光硫酸化学抛光朱祖芳. 铝合金阳极氧化与表面
4、处理技术，北京：化学工业出版社，2010.10高等课件李珍芳，等. 科技信息，28（2010）4.11高等课件李珍芳，等. 科技信息，28（2010）4.12高等课件磷酸磷酸-硫酸基础上开发的无黄烟化学抛光硫酸基础上开发的无黄烟化学抛光朱祖芳. 铝合金阳极氧化与表面处理技术，北京：化学工业出版社，2010.13高等课件孙洪波，等. 电镀与环保，29（2009）20.磷酸磷酸- -硫酸硫酸- -添加剂环保型无黄烟抛光液添加剂环保型无黄烟抛光液最佳磷酸最佳磷酸/ /硫酸比：硫酸比：2 214高等课件孙洪波，等. 电镀与环保，29（2009）20.磷酸磷酸- -硫酸硫酸- -添加剂环保型无黄烟抛光液
5、添加剂环保型无黄烟抛光液最佳铝离子浓度：最佳铝离子浓度：8-10 g/L8-10 g/L15高等课件孙洪波，等. 电镀与环保，29（2009）20.磷酸磷酸- -硫酸硫酸- -添加剂环保型无黄烟抛光液添加剂环保型无黄烟抛光液最佳添加剂浓度：最佳添加剂浓度：10 g/L10 g/L16高等课件2）磷酸）磷酸-硝酸硝酸 化学抛光化学抛光17高等课件18高等课件3）磷酸）磷酸-硫酸硫酸-硝酸化学抛光（普遍应用）硝酸化学抛光（普遍应用）类：适用于表面粗糙的纯度大于类：适用于表面粗糙的纯度大于99.5%99.5%的高纯铝的高纯铝类：适用于经机械抛光的纯铝类：适用于经机械抛光的纯铝, ,8%Zn8%Zn的
6、的Al-Mg-ZnAl-Mg-Zn合金合金, , 5%Cu 5%Cu的的Al-Cu-MgAl-Cu-Mg合金合金19高等课件朱祖芳. 铝合金阳极氧化与表面处理技术，北京：化学工业出版社，2010.20高等课件方景礼. 电镀与涂饰，24（2005）42.光亮区光亮区纯铝抛光纯铝抛光21高等课件4）磷酸）磷酸-乙酸乙酸-硝酸化学抛光硝酸化学抛光22高等课件23高等课件1）硝酸）硝酸-氢氟酸氢氟酸-阿拉伯胶化学抛光阿拉伯胶化学抛光l l 硝酸硝酸-氟化物化学抛光工艺氟化物化学抛光工艺24高等课件朱祖芳. 铝合金阳极氧化与表面处理技术，北京：化学工业出版社，2010.25高等课件26高等课件2）硝酸）
7、硝酸-氢氟酸氢氟酸-芳香胺化学抛光芳香胺化学抛光27高等课件第四节 电化学抛光工艺l l 碳酸钠碳酸钠-磷酸三钠碱性电化学抛光磷酸三钠碱性电化学抛光28高等课件最佳工艺成分：最佳工艺成分：20%20%碳酸钠碳酸钠+6%+6%磷酸三钠磷酸三钠29高等课件l l 磷酸磷酸-铬酸铬酸-硫酸电化学抛光硫酸电化学抛光30高等课件l l 氟硼酸电化学抛光（氟硼酸电化学抛光（Alzak工艺）工艺）31高等课件l l 硫酸硫酸-铬酸电化学抛光铬酸电化学抛光32高等课件l l 无铬酸电化学抛光无铬酸电化学抛光粘膜层粘膜层凹陷处钝化凹陷处钝化凸出处快速溶解凸出处快速溶解33高等课件 提高醇类分子的羟基数目有利于抛
8、光，如冯宝义提高醇类分子的羟基数目有利于抛光，如冯宝义5252等人以含等人以含更多羟基的更多羟基的PEGPEG（多元醇聚合物）为添加剂的电解抛光液：（多元醇聚合物）为添加剂的电解抛光液： 陈祖秋陈祖秋5353针对铝合金化妆盒盖开发的含针对铝合金化妆盒盖开发的含50-55%50-55%磷酸、磷酸、10-20%10-20%硫酸、硫酸、20-25%20-25%添加剂、添加剂、5%5%水的无铬电化学抛光工艺，水的无铬电化学抛光工艺，其在漳州化学品厂得到应用，效果良好。其在漳州化学品厂得到应用，效果良好。34高等课件胡丰泽，等. 现代制造工程，11（2007）68.35高等课件第五节 抛光缺陷l l 化
9、学抛光缺陷（磷酸化学抛光缺陷（磷酸-硫酸硫酸-硝酸化学抛光）硝酸化学抛光）1）光亮度不足）光亮度不足原因：铝材生产加工工艺质量不高；原因：铝材生产加工工艺质量不高； 硝酸含量不足或太高；硝酸含量不足或太高； 抛光时间不足、温度不够、搅拌不充分；抛光时间不足、温度不够、搅拌不充分； 槽液水分含量过大，槽液老化等。槽液水分含量过大，槽液老化等。2）白色附着物）白色附着物原因：槽液中溶铝量太高。原因：槽液中溶铝量太高。36高等课件3）表面粗糙）表面粗糙原因：硝酸含量太高；原因：硝酸含量太高； 铜含量过高；铜含量过高； 铝材内部组织缺陷（如疏松、夹杂等）。铝材内部组织缺陷（如疏松、夹杂等）。4）转移性
10、腐蚀）转移性腐蚀原因：铝材抛光完成到水洗之间的转移迟缓。原因：铝材抛光完成到水洗之间的转移迟缓。5）点腐蚀）点腐蚀原因：铝工件表面气体累积，形成气穴而致；原因：铝工件表面气体累积，形成气穴而致； 槽液中硝酸或铜含量偏低；槽液中硝酸或铜含量偏低； 铝工件表面化学清洗不充分。铝工件表面化学清洗不充分。37高等课件l l 电化学抛光缺陷（磷酸电化学抛光缺陷（磷酸-硫酸硫酸-铬酸）铬酸）1）电灼伤）电灼伤原因：导电接触面积不足；原因：导电接触面积不足； 接触不良；接触不良； 通电电压上升过快，电流密度瞬时过大。通电电压上升过快，电流密度瞬时过大。2）暗斑）暗斑原因：电流密度较低；原因：电流密度较低； 电力线（电流密度）分布不均。电力线（电流密度）分布不均。3）气体条纹）气体条纹原因：气体逸出所致。原因：气体逸出所致。4）冰晶状附着物）冰晶状附着物原因：槽液溶铝量太高或磷酸含量太高。原因：槽液溶铝量太高或磷酸含量太高。38高等课件谢谢各位！不足之处敬请指正！39高等课件
