电解抛光(Electro Polishing)

  • 电解抛光是以被抛光工件为阳极,电极板为阴极,两极同时浸入电解槽中通以直流电而产生电化学溶解的过程。电解抛光反应过程如图1所示:

电解抛光原理

电解抛光时金属表面形成高粘度液层,即粘膜层,金属离子的相互迁移正是通过这层高电阻粘膜层进行的。对于金属表面的凹凸部分,由于覆盖在凸部的粘膜层较薄,而覆盖在凹部的粘膜层较厚,因此, 金属凸部的离子移动距离较短,抵抗较小,溶解速度快;与凸部相比,凹部的反应抵抗较大,溶解速度慢。通过电解抛光,金属表面变得平滑且生成了均匀的氧化膜。
其原理参照图2-1,2-2,2-3所示:


  • 抛光金属侧接正极,对极端电极接负极,通以直流电,在电解液中产生电流。


  • 通电数秒后抛光金属侧生成厚度约10um的初期氧化物,即粘膜层 (),粘膜层的电阻大概是电解液的1400倍。这时,电解液的电阻几乎可以忽略不计。电流通过粘膜层较薄部分(A部)时,因电阻较小,抛光金属溶解速度较快:而电流通过粘膜层较厚部分(B部)时,因电阻较大,溶解速度较慢。


  • 因溶解速度的不同,抛光金属逐渐平坦化。同时,在抛光金属表面形成均匀、致密、坚固的氧化膜()。至此,达到电解拋光的平坦化、耐腐蚀性等性能。


电解抛光作业流程



电解抛光前后对比


电解抛光的目的

● 提升性能

不锈钢中铬的浓缩和氧化膜的生成

通过电解抛光,不锈钢中的铁成分优先溶解,从而使铬得以浓缩,最初约18%的铬浓度最终浓缩至60%以上。
同时铁和铬完全氧化并生成2-5nm的氧化膜,有效抑制金属离子的析出以及提高了耐腐蚀性。

测试项目1:铬铁比和铬氧铁氧比
设备名称 XPS
设备型号 PHI-5000Versa-ProbeⅢ
设备编号 SA-211
测试样品 进口316L
环境条件 温度:22°C;湿度:50%RH
参考标准 SEMI F60
测试条件 分析区域:直径200µm;信息深度:约5nm;元素的原子百分比检测下限:0.1%;测试真空度:1.2x10-6Pa
测试样品图片
测试结果
测试项目 测试结果 图谱:样品的XPS全谱
Cr/Fe 1.69
Cr-O/Fe-O 2.89
测试项目2:AES深度剖析结果
项目 单位 测试结果 图谱:AES测试照片
氧化层厚度 (Å) 33.3
修正过的氧化层厚度** (Å) 28.2
单独的铁氧化物厚度 (Å) NA
深度10Å处的Cr/Fe比* / 0.96
最大Cr/Fe比 / 1.12
(对应的深度) / 10.7
C层厚度 (Å) 5.1


去除肉眼无法看到的微小污垢

通过电解抛光,可以彻底清除表面污垢。不仅是肉眼可见的污垢,甚至是肉眼无法看到的微小污垢,或者通过普通清洗难以去除的污垢,也可以通过电解抛光的溶解作用完全清除,从而获得洁净的表面。此外,由于表面粗糙度降低,不仅不易附着污垢,即使有污垢附着,也更容易清洁。

电解抛光前:晶体边界处易积聚杂质,表面凹凸复杂。污垢较多,杂质残留较严重,清洁难度大。

电解抛光后:通过电解抛光的溶解作用,不纯杂质被去除,表面变得洁净且平滑。这样的表面不易附着污垢,即使附着,也易于清洗,具有高清洁性。


SUS304 2B材料电解抛光前后的SEM(扫描电子显微镜)对比


● 实现美观

  • 物理抛光后进行电解抛光得到的镜面效果
  • 实现镜面效果

    通常情况下,镜面化效果需要结合物理抛光和电解抛光来实现。严格来说,仅通过浸泡式的电解抛光无法实现真正的镜面效果,只能达到光亮的效果。所谓镜面化处理,一般是以物理抛光作为前处理的基础。


  • 去除毛刺

    如果是小毛刺,可以通过电解抛光使其变得光滑。然而,对于较大的毛刺,则需要长时间通电处理。考虑到过度电解可能带来的问题以及成本问题,建议仅在无法使用电解抛光以外方法时再考虑此方案。此外,针对铝材还可以通过化学抛光去除毛刺。
    如需更多信息,请联系我们。

  • 放大500倍后照片(电解抛光前)
  • 放大500倍后照片(电解抛光后)

  • 处理前
  • 处理后
  • 去除焊疤

    通过浸泡电解抛光并不一定能够完全去除焊疤,因此通常需要结合酸洗处理来去除焊接烧痕。焊接后表面有时会变黑并出现类似碳化的现象,这种情况仅仅靠电解抛光或酸洗都无法去除,只能通过物理抛光来清除。此外,如果焊接时表面沾有油污,会导致烧痕,这种烧痕无法通过电解抛光去除,酸洗也很难处理,即使勉强去除,也可能因过度酸洗导致表面粗糙。因此,针对油污烧痕,也只能通过物理抛光来解决。


  • 提升外观美感以增加产品价值

    通过电解抛光,可以清除表面污垢,使表面更加洁净。不仅能去除肉眼可见的污垢,还能去除普通清洗难以清除的微小污垢,从而形成干净的表面。经过处理后,表面不易附着污垢,即使有污垢附着,也更容易清洁。

  • 电解抛光前
  • 电解抛光后

● 处理物理抛光难以到达的部位

  • 外壳内表面(角落处)
  • 管道内表面
  • 电解抛光通常能够处理物理抛光难以触及的区域。

除上述提升性能 · 实现美观 · 处理物理抛光难以到达的部位的主要目的外,电解抛光还可实现降低工件表面积、改善表面粗糙度等,在此不做全部列举。

如有兴趣请咨询和久精工业务部,联系方式见【联系我们】。


铝的电解抛光

铝的电解抛光是一种特殊的电化学加工方法,用于整平抛光铝的表面组织,提高其表面平滑性和光亮度。
铝的电解抛光因其工艺复杂,电解液成分维持管理要求高,电解条件控制困难等特点,目前国内外能做好的厂家屈指可数。
和久精工根据多年的从业经验,成功研发了铝的电解液以及适合的电解条件,电解效果处于国际领先水平。

铝电解抛光的特征

  • 1.可获得高光泽度和高反射率

    能够展现铝材的美丽光泽,获得比化学抛光更高的反射率。

    2.可获得洁净且平滑的表面

    可降低表面粗糙度,此外还可形成无加工变质层或无异物层的洁净表面。

    3.电解抛光可处理到研磨工具无法处理的部位

    在物理抛光中,由于研磨工具的尺寸限制,有些部位无法抛光。而电解抛光可以处理这些细微部位。


  • 施工案例 A6061机加工工件

    直角部分的机加工面很难进行物理抛光,通过电解抛光不仅可以改善表面粗糙度,还可以提高反射率。

    测量仪器

    粗糙度:Mitutoyo SJ-310

    反射率:分光测色仪 CM-700d

  • 粗糙度:Ra0.26μm 反射率:86%
  • 粗糙度:Ra0.15μm 反射率:90%

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