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电抛光中阴极材料的选用要求(结构尺寸)

来源: 常州抛光 时间:2020-12-31 次浏览

信息摘要:阴极的材料性能、几何形状、尺寸大小以及它与被抛光制件之间的距离、位置等,均会直接影响电抛光工艺能否正常进行及抛光的效果。因此, 阴极的设计和应用,乃是电抛光作业中必..

    阴极的材料性能、几何形状、尺寸大小以及它与被抛光制件之间的距离、位置等,均会直接影响电抛光工艺能否正常进行及抛光的效果。因此,阴极的设计和应用,乃是电抛光作业中必须特别重视的基本要素之一。关于阴极的设计,目前还没有一个比较系统和完整的科学理论作为依据,只能靠经验和反复实践。

    电抛光

    阴极材料的选用应满足以下要求:

    (1)尽量高的导电性能。

    (2)在电解液中应有足够的化学稳定性。在不改变电解液的组成及不污染电解液的同时,它本身的使用寿命应尽量长。

    (3)在电抛光过程中不易钝化和极化。

    (4)价廉易得,容易加工制造,还应有足够的机械强度。电抛光作业常用的阴极材料列于表1-13。

    阴极结构及尺寸的选用有以下的基本要求:

    1)几何结构和形状

    应尽量做到在放置最佳位置时,对被抛光制件各个部位产生的电力线强度相近,一致更好。要做到这一点,在实践上往往是很困难的。对于一些几何结构比较复杂或奇形怪状的制件,困难就更大了。

    2)不同材质应作适当调整

    用同一装置在其他工艺因素保持不变的条件下,对不同材质的制件进行电抛光时,大多会显示出不同的电抛光效果。例如,同样粗细和长度的钨、钼制件,在同一个电抛光装置中,使用相同的工艺条件进行电抛光加工,结果发现钼件的尖端腐蚀比钨件明显得多。这是电力线分配不均匀对不同材料呈现出不同的电化学作用的缘故。

    3)电力线的屏蔽

    为了使电场力在被抛光制件上各个部位的分布尽量均匀一致,有时可对阴极进行适当的局部屏蔽,也会取得较好的工艺效果。具体做法是:在二电极之间的适当位置,安放一个适当大小、形状的屏蔽物。屏蔽物可用导电或不导电材料制造,安放位置和方式主要决定于屏蔽的用途和性能。由不导电材料制成的屏蔽物的作用,是为了把附近的阴极区域绝缘,使电力线绕路通过。由导电的金属材料制成的屏蔽物导电屏一一与阳极相连接,目的是使某一范围的电力线在导电屏上闭合,以防止电场力在拋光表面上的局部集中。

    4)阴极形状选取的实例

    对长形制件(如圆柱状、螺旋状或网状等)进行电抛光时,常利用圆桶状金属阴极(见图1-21(a)),抛光后可看到制件上部表面最光亮,往下光亮度递减,但最下端小部位表面却较光亮。若改用上大下小的杯状阴极(如图1-21(b))进行电抛光,则会发现制件表面的光亮性,特别是中下部表面的光亮性有了较明显的改善。但经过较精细的观察会看到,制件中部的光亮度还不如两端,而且这种差异随着制件长度的增加而趋于严重。说明了电力线(电场力)在制件表面的分配还不太均匀。后又将阴极改为图1-21(c)所示的上大中小下大的异型,电抛光后看到,制件中部表面的光亮度与两端的差异较前大大缩小了。上述试验中其他工艺条件均基本保持一致。显然,通过阴极形状的改进,可改善电场力在阳极(制件)表面上的电抛光作用强度的一致性。但应指出,上述试验中阴极形状的改进仅仅是定性的,定量性的改进还须努力。

    阴极表面的粗糙度,也会直接影响电抛光作业的工艺效果。从理论上讲,阴极表面越光亮,越有利于被抛光表面光亮度的提高。这一点在工业生产中往往被忽视了。但应指出,对阴极表面光亮度的过高要求是不太现实的,有时也是没有必要的。一般认为,电抛光过程所用阴极表面的粗糙度,应与被抛光表面所要达到的粗糙度同级或近似。当极间距离较大时,这一要求可适当放宽。

    5)阴极、阳极极间距离

    阴极、阳极极间距离的选取应兼顾:

    (1)便于调整电流密度到工艺规范,并尽量使抛光表面上电流密度分布得均匀一致些。

    (2)尽量减少不必要的能耗。

    具体的选用,应视被抛光制件的大小和工艺要求灵活掌握。一般来说,大型制件的极间距离大,反之小。小型制件或中型制件的局部抛光,极间距离大多为10mm~20mm左右,大型制件抛光用的极间距离应选取80mm~100mm。用于去毛刺作业的抛光,极间距离以50mm左右为宜。