3.6.3电抛光
电化学抛光是金属表面精加工方法之一,工业 上用于增加金属表面的亮度。
电抛光时,将待抛光金属(如钢铁)作阳极,以铅板作阴极。在含有磷酸、硫酸和铭酐(CrO₃)的电解液中进行电解,钢铁表面被氧化而溶解,生成的Fe²⁺离子被溶液中的Cr₂O₇²⁻子进一步氧化为Fe³⁺,并与溶液中的HPO₄²⁻和SO₄²⁻离子生成Fe₂(HPO₄)₃和Fe₂(SO₄)₃等盐。随着这种盐的浓度在阳极附近不断地增加,在金属表面就会形成有黏性的液膜。
工件的表面本来是粗糙的,凸出的部分由于电流比较集中,溶解得快些形成黏性的液膜以,液膜在不平的表面上分布是不均匀的,凸起部分液膜较薄。凹陷部分液膜较厚,这使凸起部分的电阻较小,电流更集中,溶解就更快些,终于使表面逐渐得以平整。
电化学抛光主要用于形状不复杂的铝、不锈钢制品的表面装饰。与机械抛光相比,电化学抛光有许多优点,如加工过程中不会发生制件变形,且劳动强度低。电化学抛光的缺点是抛光不同金属需不同的溶液,例如用于低碳钢抛光的溶液就不能用于高碳钢的抛光,造成很大浪费。
3.6.4阳极氧化
阳极氧化是用电化学的方法使金属表面形成氧化膜以达到防腐蚀目的的一种工艺。 有的金属暴露在空气中就能形成氧化膜,但这种自然形成的氧化膜很薄,耐腐蚀性不强。用化学氧化剂处理金属形成的氧化膜,耐腐蚀性较天然氧化膜提高很大,但也仅限于温和条件下能起保护作用。用电化学氧化处理金属(阳极氧化)得到的氧化膜,不仅膜厚面且能与金属结合得很牢圈,因而可提高金属的耐腐蚀性和耐磨性,并可提高金属表面的电绝缘性。
例如,铝在空气中形成的天然氧化膜很薄(约4nm),不能有效地防止腐蚀的发生。通过阳极氧化,铝或铝合金表而形成氧化膜的厚度可达几十至几百微米,使铝的耐腐蚀性大大提高。而且氧化膜具有很高的电绝缘性和耐磨性,还可以用染料染成各种颜色。由于阳极氧化使铝及铝的合金具有一些优良性能,在工程技术中得到广泛应用。
铝的阳极氧化在H₂SO₄溶液中进行,铅为阴极,以铝加工件为阳极。
在电解过程中,H₂SO₄又可以使形成的Al₂O₃膜部分溶解。要得到一定厚度的氧化膜,必须控制氧化条件,使氧化膜形成速度大于溶解速度。
阳极氧化形成的氧化膜具有高的孔陈率和吸附性,容易被腐蚀和污染,所以要进行封闭处里。处理方法是将氧化后的工件放人沸水中,氧化膜表面和孔壁的Al₂O₃发生水合作用,使化物体积增大,将孔院封闭。