(最新)電化學(xué)拋光技術(shù)及其在金屬合金表面拋光中的運(yùn)用-全文預(yù)覽
【正文】 由于這些拋光膏里含有硬度較大的磨粒，在金制品表面容易造成劃痕及硬物鑲嵌等傷害，因此拋光后還需進(jìn)行擦光處理。并提出操作溫度在 74 0C 88 0C , 電流密度為 510A/ dm2 610A/ dm2 的操作條件下拋光更佳。早在 1936 年 Pullen 推薦的工藝參數(shù)如下 : 表 2 Brytal 工藝參數(shù) 槽液組成 工藝條件 碳酸鈉 ( Na2CO3) , g/ L 150 磷酸三鈉 ( Na3PO4) , g/L 50 溫度 /0C 80 85 另外 , Brace A W 與佐藤敏彥分別在 1959 年和 1997 年進(jìn)一步完善 Brytal 工藝 , 認(rèn)為較高的濃度更可取 , 并得出了具體的工藝參數(shù)。該研究工作始于 1987 年 , 在完成實(shí)驗(yàn)室研究工作的基礎(chǔ)上 , 于 1988 年在漳州化學(xué)品廠電化鋁生產(chǎn)車間 , 成功地進(jìn)行鋁制化妝盒無(wú)鉻酸電化學(xué)拋光的擴(kuò)大實(shí)驗(yàn) , 拋光質(zhì)量達(dá)到或超過(guò)鉻酸拋光水平。 基于鉻酸帶來(lái)的不利影響 , 許多專家提出采用其他化學(xué)藥品替代鉻酸 , 以解決環(huán)境污染的問(wèn)題。其槽液組成和工藝條件如下 : 表 1 巴爾特工藝的槽液組成和工藝條件 槽液組成 工藝條件 磷酸 ( 相對(duì)密度 1170) % 75( 質(zhì)量 ) 鉻酸酐 % 615( 質(zhì)量 ) 硫酸 ( 相對(duì)密度 1184) % 417( 質(zhì)量 ) 水 余量 溫度 /0C 75 85 電流密度 /(A/ dm2) 5 15 巴特爾工藝廣泛地用于鋁及鋁合金的電化學(xué)拋光 , 對(duì)于高純度的鋁材能夠獲得很高的光亮度。 和化學(xué)拋光 相比 , 電化學(xué)拋光可以達(dá)到更高的表面性能要求。 一般的機(jī)械損傷和腐蝕點(diǎn)可以通過(guò)機(jī)械拋光來(lái)消除 , 達(dá)到宏觀平整的效果。 鋁合金 鋁合金各種拋光技術(shù)的比較 由于鋁合金的質(zhì)地柔軟 , 硬度比較低 , 在成型加工和運(yùn)輸過(guò)程中容易產(chǎn)生機(jī)械損傷 , 造成劃痕、磨損等表面缺陷。 加工硬質(zhì)合金時(shí) , 生產(chǎn)率可達(dá) 400~ 800 mm3 / min, 加工表面粗糙度為 Ra = 1. 6μm, 精度為 0. 06 mm。超聲波 電解拋光加工模具型腔面時(shí) , 下凹部分的陽(yáng)極薄膜 , 磨料微細(xì)切削不到 , 仍被留在工件表面上 , 另一方面 , 由于凹處距陰極較凸出處遠(yuǎn) , 也增大了電阻 , 降低了該處的電流密度 , 所以 , 金屬表面溶解量小 , 溶解速度慢。工件表面金屬在電解作用下產(chǎn)生陽(yáng)極溶解 , 在陽(yáng)極溶解過(guò)程中 , 陽(yáng)極表面會(huì)被氧化成一層極薄的氧化物( 即陽(yáng)極薄膜 ) , 阻礙電流通過(guò) , 影響著電解繼續(xù)進(jìn)行。采用超聲波 電解拋光技術(shù)拋光模具型腔面 , 可收到良好的效果 , 達(dá)到所需要的光潔型面。 磁力 電解拋光 磁力 電解拋光是指在電解拋光時(shí)電極間引入外加磁場(chǎng) , 電離離子在洛侖茲力和電場(chǎng)力的共同作用下而實(shí)現(xiàn)的一種復(fù)合光整加工新技術(shù)。 電解 機(jī)械復(fù)合拋光技術(shù)的應(yīng)用 電解 機(jī)械復(fù)合拋光技術(shù)加工范圍廣 , 只要有合適的電解工作液就可以加工幾乎任何高硬度或高 韌性的金屬材料 。 電解 機(jī)械拋光技術(shù) 電解 機(jī)械拋光技術(shù)原理 電解 機(jī)械加工過(guò)程中 ,首先由于電解作用 , 使 工件表面發(fā)生陽(yáng)極溶解而形成氧化膜 , 再通過(guò)合適的機(jī)械運(yùn)動(dòng)將這些氧化膜破碎刮除 , 以達(dá)到去金屬的目的。 再通過(guò)拋光墊與晶片之間的研磨料的機(jī)械研磨作用 , 使薄膜反應(yīng)層從晶片上被剝離下來(lái) 。 化學(xué) 機(jī)械拋光 (CMP) 工藝的基本原理及特點(diǎn) 將待拋光工件在一定的壓力下及有拋光液 (由超細(xì)顆粒、化學(xué)氧化劑和液體介質(zhì)組成的混合液 ) 存在的情況下 , 相對(duì)于一個(gè)拋光墊作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) , 借助磨粒的機(jī)械磨削及化學(xué)氧化劑的腐蝕作用 , 完成對(duì)工件表面的材料去除 , 并獲得光潔表面 [ 7] 。 2)較難保持零件尺寸和幾何形狀的精確度 。 1. 2 電化學(xué)拋光的特點(diǎn) [1,9] : 電化學(xué)拋光作為一種金屬表面處理方法 ,它具有以下優(yōu)點(diǎn) : 1)能夠降低表面粗糙度 ,達(dá)到良好的表面拋光效果 。由于陽(yáng)極表面上凸起和凹陷部位的鈍化程度不同 ,其中凸起部位的化學(xué)活性較大 ,且開始形 成的鈍化膜往往不完整呈多孔性 ,而凹陷部位處于更為穩(wěn)定的鈍化狀態(tài)。由于陽(yáng)極表面的 ―絕緣 ‖程度不同 ,因而陽(yáng)極表面上的電流分布不均勻 ,凸起部位的電流較凹陷部位的電流大。 4)電解液中各組分在陽(yáng)極表面的氧化。 1 電化學(xué)拋光的原理和特點(diǎn) 電化學(xué)拋光的原理 電化學(xué)拋光是金屬陽(yáng)極溶解的獨(dú)特電解過(guò)程 ,它受眾多可變因素的影響。目前 ,該技術(shù)已在金屬精加工、金屬樣品制備及需要控制表面質(zhì)量與光潔度的領(lǐng)域獲得了極其廣泛的應(yīng)用 ,顯示出機(jī)械拋光及其它表面精加工技術(shù)無(wú)法媲美的一些優(yōu)點(diǎn) ,如效率高、表面無(wú)加工硬化層、無(wú)內(nèi)應(yīng)力作用、耐腐蝕等。： 本文通過(guò)查閱和總結(jié) 電化學(xué)拋光技術(shù)的相關(guān)文獻(xiàn)，介紹了電化學(xué)拋光技術(shù)的原理，闡述電化學(xué)的復(fù)合拋光技術(shù)和其在主要金屬及其合金上的表面 拋光 處理的運(yùn)用，并展望了電化學(xué)拋光的展望。 電化學(xué)拋光是指在一定電解液中金屬工件的陽(yáng)極溶解 ,從而使其表面粗糙度下降、光亮度提高 ,并產(chǎn)生一定金屬光澤的表面光整技術(shù) [1]。本文擬簡(jiǎn)要介紹電化學(xué)拋光的原理 , 復(fù)合電化學(xué)拋光技術(shù)的原理及其運(yùn)用，以及 在各大主要金屬及其合金中的運(yùn)用詳細(xì)綜述近年來(lái)電化學(xué)拋光技術(shù)的新進(jìn)展。 3)氣態(tài)氧的析出 , 2H2O =O2 + 4H+ + 4e。 1. 1. 1 粘性膜理論 由 Jacguet P A提出的粘膜理論 [7]認(rèn)為 :當(dāng)電流通過(guò)電
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