HB Z 29-1981 电化学抛光工艺.pdf

1、中华人民共和国第三机械工业部指导性技术文件电化学抛光工艺HB/ Z 29-81 北京1 9 8 1 冒I 中华人民共和属第S机械工业部指导性技术文件电化学抛光工艺;同时间-lJ H8/Z29-81 1 L问问田间阿甲j本文件规定了金属包括钢、不锈钢、镇基合金、铜及铜合金、铝及铝合金)零件的电化学抛光工艺方法。电化学抛光是指金属零件在特定条件下的阳极电化学加工方法，主要目的是使金属表面平整光亮。1 . 应用范围1 1 用作零件的精饰加工，从而使零件表面平整光亮，并能提高零件的反射系数和耐蚀能力。1.2 降低零件磨擦系数。1 作为电镀、氧化和焊接前的准备工序。1. 4 对用机械方法难以达到要求的弹

2、性元件波纹管、弹簧片、弹簧等进行弹性和尺寸的修正。1. 5 如呈现锻铸件、焊接件和加工零件上的各种冶金缺陷如裂纹、松孔、熔渣、孔隙等，以供检验零件之用。1.6 用于制备金相试片。2. 工艺瘟程2. 1 钢、不不锈钢、镶基含金零件电化学抛光工艺流不量22. 1.1 电化学抛光前验收2. 1. 2 有机溶剂除油按需要进行2. 1.3 装挂2. 1.4 化学或电化学除油2.1.5 热水洗2. 1.8 冷水洗2. 1. 7 腐蚀2. 1. 8 冷水洗2.1.9 电化学抛光2. 1. 10 冷水洗2. 1.11 冷水洗第三舰械工业部发布六=-研现所提出198 2年g月1回事施四=0厂二二-广藏事共12页

3、第2页E王BZ29-81 2. 1.12 出光2. 1.13 冷水洗2. 1.14 甲和2. 1.15 冷水洗2. 1.18 热水洗2. 1.17 干燥2.1.1 拆卸2. 1.1 检验2.1.20涂袖注s工序2.1.1和2.1.8根据零件表面状况视需要进行。电化学抛光盾需要氧化，电攘的零件不难行工序2.1.17、3.1.18和在.1.剖e经吹砂的霉件只进行工序2.1.3和2.1.9-Z.1.20.2.2 铜及铜合金零件电化学抛光工艺流程s2.2.1 电化学抛先前验收2.2.2 有机溶剂除油按需要进行2.2.3 装挂2.2.4 化学或电化学除袖2.2.5 热水洗2.2.8 冷水洗2.2.1 予

4、腐蚀2.2.8 冷水洗2.2.8 电化学抛光2. .2 .10 冷水洗2.2. 冷水洗.2 .2.12 出光2.2.13 冷水洗2.2.14 冷水洗2.2.16 干燥2.2.18 拆卸2.2.17 检验2.2.18 涂油按需要进行应s电化学曲光后需选行电镀、氧化的零件不进行工序2.2.15和2.2.18.2.3 铝及铝合金零件电化学抛光工艺流程z2. a. 1 电化学抛光前验收2.8.2 机械抛光按需要进行2.8.8 存机溶剂除j由按需要进行2.8.4 装捷2.8.5 化学除袖2.1.6 热水洗Z.8.1 冷水洗2.1.8 出光2.1.9 冷水洗2.8.10 电化学抛光2.8.11 冷水洗2.

5、8.12 冷水洗2.8.11 出光2.1.14 冷水洗2.3.15 干燥2.3.16 拆卸2.3.17检验3. 主罢工说明3.1 电化学抛光前的验收HB/Z2S-81 共12页第3页电化学抛光前零件的表面质量应符合HB -5034-77的规定。3.2 有机溶剂除j由按零件表面油污程度可分别选用石油隧、汽油等有机溶剂进行除油。3.8 装挂零件用专用或通用夹具进行装撞，夹具与零件应接触良好，该工序可移至电化学抛光前进行。8.4 化学或电化学除油3. .1 钢铁零件化学除油溶液成份和工作条件如下z氢氧化铺 磷酸纳 碳酸销 水玻璃总碱度以NaOH计温度时间3.4.2 钢铁零件电化学除油溶液成份和工作条

6、件如下E氢氧化制 磷碗铀 水玻璃总碱度以NaOH计温度电流密度时间60.80克/升20.40克/升20-40克/升3 -10克/升65-100克/升70.90 C 除净为止30.50克/升20-30克/升20-30克/升3.5克/升40-60克/升60.800C 3.10安培/分米Z阴极3-5分钟英1.2页第4页H8/Z21.-81 电极材料阳极1-5分钟铜板或镀镇铜板注，弹佳或薄壁零件及140公斤/毫米=的铜零件不允许阴极除袖。锡焊件不允许阳极除油.局部电化学抛光零件，当用幡或可剥性塑料绝缘时，应在室温下进行除拙，3.4.3 铜及铜合金化学和电化学除油海液成份z氢氧化纳(NaOH 磷酸制(

7、NasPO 12H20) 碳酸纳( Na2C03 lOH20 水玻璃总碱度以NaOH计化学除油工作条件z温度时间电化学除油工作条件z温度电流密度时间电极材料515克/升30-60克/升20-25克/升3 -5克/升15-30克/升60-800C 20分钟以内50-800C 1 -5去培川分米阴极3-10分钟阳极30秒钟以内钢板或镀镇钢板注s局部电化学抛光的零件应当用蜡或可剥性塑料绝缘时，应在室温下进行除袖。3.4.4 铝及铝合金化学除油溶液成份和工作条件如下z磷酸纳( NaSP04 12H20 ) 水玻璃合成洗衣粉温度时间3.5 腐蚀50.，70克/升25.，30克/升8 -12克/升75-9

8、00C 3 -15分钟3.5. 1未经吹砂的藏铜零件可在下列任意一种陪液巾进行腐蚀s3.5.1.1 盐酸 若丁盐酸含量的0.4%温度时间3.5.1.2 盐酸( HCl.比重1.19) 碗酸 不锈钢等件在下歹IJ洛液中进行腐蚀s硝酸氢氟酸7K 温度时间8.5.2 镇基合金在下列溶液中进行腐蚀z硫酸 氟化制 水温度时间8.5.8 铜&铜合余零件予腐蚀共1页第5页SO-150克/升20-30克/升室温除净为止250-300克/升90.110克/升余量室温5-8分钟50.60克/升110.120克/升3-5克/升余量40-50OC 1 -5分钟具有氧化皮、氧化色的铜及铜合金零件在下列溶液中进行予腐蚀z

9、盐酸 20-30克/升50-80克/升室温1-2分钟450-500克/升100-110OC 30-60分钟3.8.1 为了清除铝及铝合金除油后表面的腐蚀残余物可在下列溶液中出光E硝酸 ( HzSO.，比重1.84) 3.6.2.2 铝及铝合金出光溶液成份和工作条件如下z90.150克/升20-30克/丹室温5-15秒硫酸( HzSO.，比重1.84) 65.80克/升铭酶( CrOs ) 15.20克/升温度70.90oC 时间1. 2分钟3.8.2.3 镶基合金零件经电化学抛光后表面产生挂灰时，在下列海液中出光z硝酸 250-300克/升温度65.,750C 时间5-10分钟3.7 电化学抛

10、光3.7.1 钢、不锈钢、镇基合金、镇络合金零件在下列任意一种溶液中进行E3.7.1.1 磷酸硫酸锋黯溶液比重温度电压阳极电流密度时间( HsPO.，比重1.7 泣，阴段为Pb-2铅板或铅锦合金食锦6-8%.阴极与阳极面枫比为111.8。此榕被适合抛光普通碳素钢、合金钢、不锈钢、镰基合金、铝反铝合金。3.7.1.2 磷酸 疏酸 甘抽 拧攘酸 阴极电流窜度30-70安培/分米2温度时间机加表面吹砂表面3.7.2 铜及铜合金在下列任意一种溶漉巾进行:3.7.2.1 磷酸榕液比重温度电压1400.1500克/升160.-.200克/升150-180克/升1.7-1.74 70-900C 12-20伏

11、25-60安培/分米z0.5-10分钟730-950克/升450-700克/升1-2克/升1-2克/升18-600C 1., 5分钟5-15分钟1 000.1100克/升1. 4-1.5 15-300C 2. 6伏阳极电流密度时间阳极材料3.1.2.2 磷酸错西f 溶液比重温度电压阳极电流密度时间阴极材料HB/Z!9-81 Pb-2铝板或不锈钢板共12页第7页7 -15安培/分米z根据需要而定( HsPO比重1.7) 1200-128 1350-1450克/升硫酸( HzSO，比重1.84 150-200克/升铅厨 150.180克/升溶液比重1.7.,1.74 温度50-900C 电压12-

12、20伏阳极电流密度20-30安培/分米且时间5-10分钟注E阴.材料为Pb-2铅板或铅锦合金含锦6-8%极.阴极与阳板面极比为11-808.7.1.2 磷酸甘油温度电压阳极电流密度时间阴极材料100.130克/升55-85OC 5._.12伏10-20安培/分米z根据需要定Pb-2铅板洼，电化学抛光过程中阳极应每隔10.15秒钟换肉.1-2秒钟或移动次.3.8 申和为了避免零件上残留的酸液带入镀槽、氧化槽或防止电化学抛光后的零件生锈，应在下列溶液中进行中和处理z碳酸纳温度时间8, 9 干燥30-50克/升室温1分钟以内用干燥的热压缩空气吹干或在60-700C的烘箱中烘干零件。共12页第8页HS

13、/Z21-81 8.10 检验电化学抛光后的零件厨量检验按HB6064-77进行。8.11 涂油经检验合格的零件如果不进行电镀或氧化处理的，为阴止坐锈应随即撞击在防锈抽u4. 电化掌抛曾窟攘的配制电化学抛光熔掖的配制是先在槽中将锚珩溶于少量水中，待搅拌溶解后，再向溶液中加入所需量的磷酸，然后加入疏酸或甘油。加硫酸时要同时搅拌也解液。待i容液冷却后测量比重，当比重低时应将电解液在90-1000C下加热，使水蒸发以达到规定比重，当比重高时可用水稀释。然后即可通电试抛，表面质量合格后即可正式用于生产。铜件电化学抛光溶液的配制是将规定量的磷酸溶于水中，使溶液的比重达到要求，经试抛合格后即可正式用于生产

14、。5. 电化学抛先溜攘的雄t;与调.电化学抛光是一种阳;梳电化学过程，在不含硫酸型的高温电解液中，在连续生产的铺况下，由于溶液的挥发及浓缩会使电解浪比重增大。在工作过程巾、电解液中聚集着三价铭和铁、铝离子或铜离子，这将使电解液的粘度增大和导电度降低，使金属表面的平整度及亮度降低，因此，需定期分析并调整电化学抛光溶液。5.1 按分析数据添加各种类型电化学抛光溶液中的化学成份。5.2 按比重计测量的数据，将电化学抛光溶液调整至最佳比重范围。5.3 电解液的再生电解液的再生是较困难的，目前还没有找到一种较好的、行之有效的方法来处理三价锋和铁离子。一般认为三价锋含量达30.50克/升，铁离子含量超过7

15、0克/升时，洛掖即失效，需再生或更换。三价铅可采用直接通电法处理。首先将电解掖比重调整到1.68.-.-1. 72并加f也到700C以上，阳极用铅板，其面积应尽量大，使阳极电流密度在3.-.，5安培/分米Z，阴极面积应尽量小，使阴极电流密度达100安培/合米E左右，通电40安培/小时可使6克/升三价锋氧化成六价倍。一般认为电解液使用寿命为150安培小时/升。6. 糟渣的错析项目与周期见襄1) 序号溶被-各称|分析项1 I化学除油和电化学除油酬|总碱度2(松皮溶液l氢氧化俐，亚硝酸纳3 I出光溶液寸硝酸4 I钢铁电化学抛光溶液| 磷酸、碗酸、格雷型t 磷酸、碗酸型磷酸、铅自干型目分析周期|2-4

16、周|(按需进行li-2-4周|注和一备周周周OUO血。-C一铁一牛平-锥锡铭价价价三一一一三质质质杂杂杂HB/ Z29-81 共12页第9页序号|溶液名称51铜及铜含金电化学抛光i容液6|铝及铝合金电化学抛光溶液7|出光溶液铜及铜含金用)8 I不赞钢蚀腐液溶9 I镇基合金腐蚀溶液分i 纳b 氟酸酸所氟硝络氢酸一酸一酸酸酸磷-磷一硫硝硫7. 电化学抛先常见故障及排除方法7.T 钢、不锈钢、镇基合金电化学抛光常见故障的产生原因及排除方法见表2) 故障特征产生原因表2排除方法零件表面发白，但!接触不良|检查装挂夹具使其接触良好，提高!电流密度和电压低，而温卢过产|电流密度及电压降低温度使其在正无光泽

17、;产生化学浸蚀十11常工艺规范内8电解液中有错哥的悬浮物|用水稀释到规定比重并在90-1000C溶液比重超过1.82I加热电解液直到络哥全部溶解点状腐蚀电化学抛光表西光泽|电解液配制后来经通电处理|新配电解液应加热并通电处理试但稍带兰彩色!电解液温度低|抛，合格后才能用于生产，提高电I I解液温度到规定范围内电化学抛光表面无光|电解液比重小于17i加热电解液，使比重达到规定值泽且有黄色斑点I I 电化学抛光表面有棕|电解液比重过高|将电解浓比重稀释至1.74，并在褐色薄脏I 190-100oC下加热1小时-，一一一一一表面光亮但平整度不|抛光时间短，原表面光洁度太低!延长抛光时间提高原表面光洁

18、度够电化掌抛光表面有自|电解液比重大于1.82硫酸错E于合!将电解液比重稀释至1.74，并在90色条纹|量低I-I00oC下加热1小时，根据化验结l果调整溶液袭丽无光泽，精宵暗|三价格浓度大于30克/升1 氧化三价铅三价铁浓度大于60克/升电解液温度换电解液俨J极时度过大，零件;?度和电流密度控制在工艺规范主具接触不良。查装夹点，使其牢固表面糙粗无光译呈暗|电解液组成不当、对零件起化学腐l分析电解液并进行调整部分或全部灰色|蚀、溶液中三价铁浓度超过60克/升i更换电解液。褐色斑点共12页第10页HB/Z29-81 故障特值生产原因接触暗附色近呈银零挂白件具色凹入处处、零件与1| | 零件在槽中

19、位置不当，电解液中=或灰斑点，B价铁浓度超过50克/升，二价锚超条纹。过40克/升表部面局部有光-糙i萃，局溶液比重低于1.6，电压、电流密度无光泽且低。表面屋里光复滑半光泽合金中浓含有锐、锺等元素。状态，但盖一层灰二价错度超过30克/升色或AL色的膜零件表边面有条纹状腐电解液温度高，电化学清抛光时间太蚀或缘和孔附近有长、长时间抛光中间洗次数少，波纹零件装挂位置不正确一一一一一-一一一一-续表2排除方法改善零件在槽申位置，氧化主价错，部分或全部更换电解液加热电解液使比重密提高到规定值，提高电压、电流度到规定值。铭氧化三价降低溶液温度缩短抛光时间，增加中间清洗次数。改善零件的装夹点采用正确的工艺

20、参数l电解液成分不正常、三价错浓度超!分析电解液进行调整，氧化三价锦却长时间抛不亮|过40克/升，三价铁超过60克/升以!或更换电解液上零件从槽中取出后立|电解液中磷酸含量低，电化学抛光|经分析后调整电解液延长抛光时间即出现褐色斑点!时间太短7.2 铜及铜合金电化学抛光常见故障的产生原因及排除方法(见表3)。表3故障特征| 产生原因| 排除方法零件表面无光泽且粗1溶液申混入硫酸l加入碳酸顿使硫酸根沉淀，过滤后糙I i分析校正之表面光泽不一段，有|零件与挂兵接触不良，零件在槽中|检查装夹点，使真牢固，改善零件条纹状腐蚀|位置不对，抛光时间太长|在槽中位置，缩短抛光时间表面有点状腐蚀麻l溶液比重过

21、大，抛光时间长，洛液|调整溶液比重，缩短抛光时间。长坑、花斑等)I太阳l时间抛光时中间应加强清洗，补添i 1或更换部分溶液表面无光泽|溶液温度过高，比重不在规定之内!降低溶液温度测量比重进行调整，添加磷酸或水7.3 铝及铝合金电化学抛光常见故障产生的原因及排除方法(见表4) 故障特征表面无光泽表面有点伏腐蚀HB/ ZZ8-81 共12页第11页表4l产生原因!排除方法温度低于6S0C，电解液成份不对，I使温度在规定范围内，分析后调整材料为多相合金i电解液，选用高纯度铝表面有油进、锚配合量过少或有络i彻底除去油污再抛光，调整锡配合配点状浮悬物、比重不在规定规范|量，加热溶液使铭配溶德过滤调内、气

22、体附在零件表面!整溶液比重搅拌电解穰丁增加阳极:移动换向零件边缘光亮，中间|电流密度不够，阴极面积过小|提高电流密度，使阴阳极面积比为不亮| 表面有白色条带，表|电解液比重高于1.78，抛光时间太|加热调整比重在规范内，延长抛光面有云状薄膜|短|时间表面有波纹状痕迹|抛光时间太长，电解浓浓度过高，I缩短抛光时间稀释电解液降低电流阳极电流密度过大|密度表面无光泽靠近夹具|零件与夹具接触不良|检查接触点使其牢固分析溶液并调有斑点，表面发花及Ir.h fl:U r+t nIt ;:n l:ft -r 0 |电解液中磷酸和络醉含量不足|整到规定范围内凹入处发自或发黑I i:!; II1f flX. .

23、,. 1171 fH m-1:1 1 i=I _ffi. I .,It:. I 表面有一层发兰状薄三价络含量超过60克/升|氧化三价铭、部分或全部更换电解膜II液8. 材料目最见随5) 表5材料名称分子式规格技术条件苛性纳工业GB209-63 磷酸纳Na3P04.12HzO 工业HGl-323-66 碳酸纳Na2COa10HOz 工业GB210一63水玻璃工业亚硝酸纳NaN02 工业HGl-525- 67 盐酸HCI 工业GB320-64 若丁工业硫酸H 2. S04 工业GB534-5 锚自FCrOa 工业HGl-514-67 硝酸HN03 工业GD337-64 氢氟酸HF 工业氟化纳N孔F工业甘油CSH5 (01-:0 3 工业共12页第12页HB/Z29-81 一称一各-一粉料一锦衣一酸酸袖洗材一恪攘锈成重拧防合分子式K2Cf207 C6Hs07 格一业纯规工化幅美标准目最1. HB5034-77零组件镀复前质量要求2. HB5059一77电化学抛光质量检验