
电解研磨是一种特殊的表面处理工艺,其原理是将待研磨的产品作为阳极,浸入电解液中,通过控制电流使其与阴极之间产生适当的电流流动,从而在阳极表面形成光滑且富有光泽的层面。如图一所示,电解研磨设备包括直流电源及其控制系统、电解槽以及搅拌装置(通常采用摇动试样在液体中的方法)、浴温调控装置(开工前需加热,加工过程中需冷却)等。
关于电解研磨的具体原理,目前尚有多种理论尚未得到完全解释。其中一种理论指出,被研磨的表面在作为阳极与电解液接触时,会在表面形成一层粘性的氧化物。由于这层氧化物与电解液的边界是一个平面,因此在凸起部位的氧化层相对较薄,而在凹陷部位则较厚。由于电解液的电阻较小,而氧化层的电阻较大,因此电流会集中在凸起部位,使得这些微弱凸起部位优先溶解,从而达到平滑化的效果。
虽然电解研磨在宏观上难以实现如图二所示的平滑效果,但在微观上却是一种出色的加工方法,能够创造出具有镜面光泽的平滑表面。
与之相比,机械研磨则是通过油石去除表面的凹凸实现平滑化,无论是宏观还是微观都能实现平滑。机械研磨会表层的晶格结构,形成加工变质层和加工硬化层,即使在抛光至镜面光泽的加工面上也会留下细微的研磨痕迹和颗粒,存在微观缺陷。而电解研磨则通过表面的溶解实现更平滑、更光亮的效果,不会形成加工变质层,可以获得缺陷较少的化学清洁表面。
值得注意的是,适用电解研磨法的金属种类较为有限,主要包括铝、不锈钢、铜及其合金等。这是因为电解研磨的效果会受到加工材料的纯度、组成、结构、热处理历史等多种因素的影响。对于不同的材料,选择适合的研磨液和加工条件往往面临诸多挑战。例如,对于两性金属铝而言,需要使用酸浴或碱浴的电解浴,通常使用的是以磷酸为主并添加硫酸和铬酸的电解浴,但现在也有要求使用不含磷酸、铬酸的环保型电解浴的趋势。
