电解抛光技术及其影响因素分析

1.概述

工件放入特定溶液中进行阳极电解，使金属表面平滑并产生金属光泽的过程称为电解抛光，简称为电解光。

（1）电解抛光的原理 电解抛光是一种使用电解液及直流电流的电化学方法，与电镀类似，与之不同的是，电解抛光把被加工的部件作为阳极，正好与电镀相反。金属在控制下被有选择地溶解，金属表面上的显微高点的溶解速度大于谷点。为达到此目的采用电解抛光液，显微的、宏观的抛光就会同时进行并获得光亮和平滑的效果。

目前，关于电解抛光工艺主要有两种理论：黏膜理论和受阻理论。黏膜理论认为，在电解抛光时，将工件作为阳极产生溶解，使阳极附近的金属盐浓度不断增大，在被抛光金属表面上形成一种高电阻率的稠性黏液膜，使金属离子通过这层薄膜扩散。阳极黏液膜的厚度存在着差异，凸出部分较薄，凹下部分则较厚，表面上的显微及宏观凸点或粗糙处的高点及毛刺区的电力线集中，电流密度比表面其余部分大，并以较快的速度溶解，逐渐使这一部分趋于平坦，从而达到整平和去毛刺的目的。

受阻理论则认为，溶液中受阻的阳离子、大分子等可以与溶解的金属离子结合并离开金属表面，而阳离子、大分子的迁移又受到黏膜厚薄的制约，在凸处因距离短、速度快而比凹处优先溶解，从而达到宏观的平滑平整。

通过延长抛光时间、提高抛光温度和电流密度可得到光亮的表面。电解抛光后的表面光亮度主要由抛光前的表面质量和光亮度决定。阴极释放氢，阳极释放氧，对解释表面钝化及在一定程度上改善耐蚀性不够全面。与电镀不同，电解抛光不存在氢脆现象。电解抛光工艺的关键是抛光液的配方和合理工艺条件的选择。为获得良好的抛光效果，要适当控制工艺参数，如电流密度和电压。通常，电流密度与电压是紧密相关的。电压升高，电流密度随之增大，但这一现象只会持续到一个临界点，一旦达到这一点，电流密度将急速下降。电压继续增高超过这一点后，电流密度又随电压的升高而稳步增长。电解抛光只有在电流密度比临界点高时才会发生，低于这一点则出现腐蚀。通常电解抛光使用直流电，一般电流密度为5.5～55.5A·dm^-2。电解抛光对金属的溶解极少，从电解抛光后的表面精饰情况及抛光后的表面精饰处理来看，抛光厚度通常为2.5～6.5μm，深划痕、冲压记号及金属中的非金属夹杂物往往比电解抛光失去的厚度深。杂乱的颗粒线和深划痕（由粗磨光所致）在其后的精加工中不能被去除，而电解抛光可将它们去除。电解抛光是一项较快的操作，通常在2～12min内完成。但如果从粗糙表面开始或必须去除较大量的金属（如控制尺寸或去毛刺），则需要更长的时间。

采用电解抛光获得的表面亮度（阳极光泽）不同于磨光或机械抛光获得的亮度。它无刻痕、不变形、无方向性且显露出金属的本色。冶金状态和表面状态在很大程度上决定电解抛光效果是否理想。效果不好的最主要原因是：晶粒尺寸不均，存在非金属夹杂物、定向轧辊痕迹、盐类或氧化物污染，酸洗过度以及淬火过度。为获得真正的反射性精饰表面所进行的电解抛光，微粒沉积物则是至关重要的。

（2）电解抛光的分类 电解抛光方法按溶液性质可分为酸性抛光法、碱性抛光法以及中性抛光法，而按抛光工艺又可分为直流抛光法、脉冲抛光法和周期换向抛光法。

（3）电解抛光的优点 电解抛光相对于化学抛光和机械抛光有如下优点：能够得到高的表面光亮度；掌握得好，可以得到高的抛光精度；操作环境好，基材损耗少；能量消耗少；能够加工任何形状和尺寸的工件；抛光速度与金属的物理、力学性能无关；能大幅度提高生产率；能改善金属零件表面的物理、化学、力学性能和使用性能；掌握操作技术较为容易；应用范围广泛。

（4）电解抛光的作用及应用 电解抛光可以应用于工业生产，也可用于研究。由于电解抛光能够提高零件的表面质量，控制制品的宏观不平度，提高表面光泽，减小摩擦因数，因此在很多场合代替了机械抛光。电解抛光代替机械抛光可以较大幅度提高劳动生产率，节省材料、工具、设备和电力等，改善工人的劳动条件，因此在工业上采用电解抛光是合理的。

在实验室内研究某些材料的金属表面性能时，如光学性能、电化学性能、摩擦性能、腐蚀性能、磁性能、电极的衍射性能，也常应用电解抛光。实践证明机械抛光不是预处理材料表面试片的完整方法，因为机械抛光过程中，金属的表面组织在某种程度上被歪曲，生成了冷作硬化层，在这种情况下进行研究往往不能获得关于金属试片组织和性质的准确信息，而电解抛光却能满足此要求。电解抛光的主要应用如下：电化学去毛刺，零件的光整加工，精密零件的精加工，切削工具的抛光，计量工具的抛光，金相磨片的制备，显现金属表面的缺陷。

电解抛光对金属的性能也会产生较大的影响，如：力学性能，电解抛光可以去除应力，提高金属的疲劳极限；摩擦性能，电解抛光能减小金属表面微观突起的高度，把端顶磨圆，使微观凹凸表面具有特殊的波纹，从而改善金属的摩擦性能；电磁性能，抛光效果好的某些金属可用于记忆材料；反光性能，例如高纯铝采用机械抛光时反射率仅为50%～60%，而采用电解抛光则可达到90%以上；耐蚀性，如将机械抛光和在高氯酸中电解抛光的铝样品放入3%的NaCl溶液中120h，开始机械抛光的样品溶解快，后来两者溶解速度一致，但机械抛光的样品很快失去光泽，出现斑点，而电解抛光的样品外观几乎不变，表现出良好的耐蚀性。

可见，电解抛光不仅能使表面得以整平，而且还能起到一定的表面改性作用。目前铝材电解抛光应用最多的是防护装饰性氧化前的预处理，铝制反射镜、反射腔的抛光，高光亮度铝制品如化妆品盒、纽扣、徽章等的制备及一些需要高光亮度的铝材的表面处理等。

（5）影响电解抛光的主要因素

1）金属的金相组织与原始表面状态。金属的金相组织与原始表面状态对电解抛光有直接的影响。电解抛光是以金属的金相组织及表面状态不一致而形成的选择性溶解为基础的，它对金属的金相组织不均匀性，或者因含有非金属成分造成的不均匀性及组织变化十分敏感。金相组织越均匀越细密，其抛光性能就越好。如果金属以合金的形式出现，则抛光就比较困难，不过选择适当的电解液还是可以抛光的。但若金属中有较多的非金属成分，则电解抛光根本不可能进行。对于铝的电解抛光来说主要影响因素有合金成分、晶粒大小、热处理与冷加工过程等，总之一切能在铝材表面造成电化学不均匀性的因素都会对抛光质量产生影响。

原始表面状态包括金属预加工时留下的挤压条纹、表面油污及变形层等，预加工状况对抛光质量也有一定影响。如果不进行预加工，则尽管金属的金相组织均匀、金属的纯度高，但抛光质量也不会很好。有利于抛光的表面预加工有磨削、研磨、挤压、清除表面油污、去掉变形层等。

2）电解液。电解抛光时，电解液的成分、比例对抛光质量有着决定性的影响。目前从理论上尚不能确定某种金属或合金最适宜的电解液成分、比例，而只能通过试验、反复比较来寻找合适的电解液。根据实践，电解抛光所用电解液一般应当具备以下基本条件：有足够的络离子；有一定的黏度；在阳极电流密度和阳极电位较低的情况下也可以进行良好的抛光；阳极电流密度与温度操作范围广；性质稳定，使用周期长。

3）电解规范。电解抛光过程中的电解规范是指阳极电位、阳极电流密度等。任何一种电化学反应的性质和速度都与电极电位有直接的关系，在电解抛光时电压过高或过低都会产生不利影响，有时甚至无任何抛光作用。电流密度对抛光质量影响也很大，即使在同一电位下，采用不同的电流密度抛光质量也会有所不同，有时甚至产生截然不同的结果。一般电解抛光在保证抛光质量的前提下都采用较高电流密度进行，虽然在此情况下会发生氢氧根离子或含氧阴离子的放电现象，并有气态氧放出，电流效率低，但由于生产率高，总的来说还是合算的。在生产实践中采用电解抛光时，控制产品质量的方法主要有三种，即稳流法、稳压法和控制阳极电位法，由于稳压法即控制槽电压法操作简单，因而运用最多。

4）电解液温度。电解液的温度对电解抛光质量有着极为重要的影响。一般情况下，如果电解液温度低，则溶液黏度大，电解液的扩散速度慢，新鲜电解液向阳极补充困难，且金属溶解速度低，阳极上析出的气体难以排出，零件表面发暗，光泽差。但是并不一定温度越高越好，温度太高会产生腐蚀斑点，还会使电解液因化学分解造成成分改变，有时甚至析出难闻气味，导致抛光质量恶化。对于每一种金属和合金，抛光所用电解液都有一个最适宜的温度范围。从生产实际的角度来考虑，在保证抛光效果的前提下，当然希望操作温度越低越好，因为温度越低，能耗越小，同时溶液挥发少，工作环境也越好。

5）电解抛光时间。电解抛光过程的持续时间取决于多种因素，如表面预加工好、电流密度大、温度高、极间距小、电解液成分合适、金属组织均匀、纯度高，则抛光时间相对短。根据实践经验，采用大电流、小极距，可以缩短抛光时间，达到良好的目的。在适当的时间内抛光时间是与整平效果成比例的，但如果超过这一时间，整平就不会因为时间的延长而改善，有时甚至恶化，破坏抛光效果。因此对于不同的材料、不同的电解液，应通过试验来确定其最佳抛光时间。

6）电解液的搅拌。电解抛光时阳极反应产物易于聚集在电极附近，使表面溶液浓度上升达到饱和状态而析出固体颗粒，影响抛光效果，并使阳极电位和电解液温度相应升高，常采用搅拌的方法促使电解液对流，并使电解液不同部位的温度差减小，防止局部过热。当阳极上生成难于溶解的薄膜时，利用搅拌的方法可以提高薄膜的溶解速度，从而加速阳极的整平过程。当阳极上有气泡附着，而且气泡脱附困难时，加强搅拌可以使阳极表面上的气泡及时脱离，避免表面上生成斑点或条纹。

7）阴极。电解抛光时还要考虑阴极材料的选择，阴极材料在电解液中必须有较高的化学稳定性，此外阴极面积要比阳极面积大，以降低阴极极化，减少电能消耗。对于不精密零件的抛光，或者单纯为了提高表面的反射率而进行的抛光，可采用平板阴极，在对精密零件或形状特别复杂的零件进行抛光时应采用仿形阴极。

8）电解抛光后工件的清洗。电解抛光时必须在停止通电后马上将工件从槽中取出，放在流动的冷水或热水中冲洗，以除去表面上残留的电解液和阳极氧化物，避免由此造成的化学腐蚀影响抛光效果。

2.钢铁的电解抛光

（1）碳素钢和低合金钢的电解抛光 碳素钢和低合金钢广泛采用磷酸-铬酐型电解抛光液，其配方与工艺条件见表2-42，电解抛光时采用铅板作阴极，槽电压为12V。

（2）不锈钢的电解抛光 不锈钢制品要得到优良的电解抛光质量，电解抛光液中必须含有足量的氧化剂，且不允许破坏钝化膜的活性离子（Cl-等）存在，电解抛光液应稳定且有较长的使用寿命。通常情况下，选用以磷酸为基础的电解抛光液，添加适量硫酸和少量铬酸，也可以添加少量的添加剂。广泛采用磷酸-硫酸型溶液，不锈钢常用的几种抛光液配方及工艺条件见表2-43。

3.铝及铝合金的电解抛光

（1）预精饰处理工艺 用于铝材电解抛光的电解液，按酸度主要分为酸性和碱性两种，酸性电解液抛光的特点是整平快，抛光后金属光泽较好，但成本高；碱性电解液整平较慢，溶液容易失效，但成本低。目前酸性电解液主要有磷酸型、高氯酸型和氢氟酸型等，在这些无机酸型体系中加入某些有机酸或有机化合物等又可派生出很多种电解液，因此酸性电解液分类方法很多，按溶液中酸的类型可分为混合无机酸型、无机酸有机酸混合型和无机酸有机化合物混合型，按溶液中是否含铬可分为酸性含铬型和酸性无铬型。

抛光工艺是对高纯铝作低速腐蚀且铝需要先进行预精饰处理，其主要工艺参数如下：

氟硼酸质量分数 2.5%

温度 40℃

电压 15～30V

电流密度 1～2A·dm^-2

（2）酸性电解抛光液

1）酸性含铬型抛光液。酸性电解抛光使用最早的是由美国巴特尔研究所于20世纪40年代研究成功的磷酸溶液法，其溶液主要成分为磷酸与硫酸，这种抛光工艺曾经获得过广泛应用，其抛光速度比在碱性溶液或氟化物型溶液中要快，宏观整平作用也比碱性溶液要显著得多，但抛光后铝材的镜面反射率较低，在工业生产中主要用于取代工业纯铝及铝合金在阳极氧化处理前的机械抛光处理。后来经过研究发现，在磷酸或硫酸溶液的基础上加入少量的铬酸能大幅度提高抛光效果，因而三酸法（磷酸-硫酸-铬酸）得到了广泛的研究与应用。三酸法按溶液中磷酸和硫酸的相对含量多少可分为磷酸-铬酸法和硫酸-铬酸法，其中铬酸的含量不等，最高可达到60g·L^-1。典型的三酸抛光法为巴特尔法，其总酸浓度为50%～95%（质量分数），其中有5%左右的铬酸。铬酸的强氧化性使其能在阳极表面生成一层氧化膜，增强抛光后铝材的光亮度。这种抛光溶液的使用寿命既与铝离子有关，又与生成的三价铬离子有关。铝及铝合金的酸性电解抛光液配方及工艺条件见表2-44，工艺8是巴特尔法的抛光工艺参数。

表2-42 碳素钢和低合金钢电解抛光液的配方及工艺条件

表2-43 不锈钢电解抛光液配方及工艺条件

表2-44 铝及铝合金的酸性电解抛光液配方及工艺条件

目前国内外采用最多的仍是三酸（磷酸-硫酸-铬酸）法，这种方法研究较多，工艺成熟，抛光质量较好，大部分研究都是在这种三酸体系中加入其他一些添加剂来提高抛光效果，如蜀葵子、车前叶、橄榄油等。但铬酸电解抛光法有着致命的弱点，即环境污染严重。由于六价铬是一种强烈的致癌物，它可通过消化道、呼吸道、皮肤以及黏膜侵入人体，电解抛光时由于高温和阴极析氢导致的酸雾会带出大量的铬酸，不仅废水处理难，环境污染严重，而且操作环境条件恶劣。由于铬酸严重污染环境，国家严格禁止含铬废水直接排放。虽然它可经过多种方法处理后再排放，但成本高、附属设备多，因此，近20年来人们一直在不断研究开发无铬酸电解抛光新工艺，并取得了一定的成果。

2）酸性无铬型抛光液。由于铬酸电解抛光液含有较高比例的铬酸，在电解抛光时阴极析氢会带出大量的酸雾，且抛光液黏度高，工件带出量多，从防止铬污染的角度考虑，寻求无铬电解抛光新工艺很有意义。目前，在美国、西欧和日本等发达国家和地区，由于环保要求，酸性含铬电解抛光工艺已基本被其他无铬型电解抛光法所代替，而在国内，大多数企业仍采用铬酸电解抛光工艺，应用无铬电解抛光工艺的为数很少。从20世纪80年代初至90年代末的20年中，随着铝制品应用领域的拓展和用量的迅猛增加，全世界铝的消耗量每年约以5%的速度增长。然而据不完全统计，在近20年中，国内发表的铝制品（铝合金）电解抛光的研究报告仅有几篇，其中无铬酸电解抛光约占1/2。一般来说，纯铝、装饰性铝合金制品的无铬酸电解抛光液为H₃PO₄-H₂SO₄体系，添加剂为有机醇类、有机酸类。表2-45列出了常用无铬电解抛光液的配方及工艺条件。

表2-45 常用无铬电解抛光液的配方及工艺条件

（续）

相对于铬酸电解抛光，无铬电解抛光法虽然避免了铬的污染，明显改善了操作环境，但仍有如下缺点：溶液中磷酸含量高，成本很高；操作温度高，一般为80℃左右，能量消耗大；由于温度高，阴极带出酸雾多，生产环境恶劣；溶液黏度大，随铝片带出的溶液量多，浪费严重，冲洗液中和处理难度大，消耗增加；很多无铬抛光工艺中还含有丁醇或乙醇，它们都是易燃有机物，挥发性大，在生产中危险性很大，因此无铬电解抛光工艺需要进一步改善。

除了上述磷酸无铬型电解抛光工艺外，还有两类无铬酸性抛光液：高氯酸型和氢氟酸型。在高氯酸型抛光工艺中，由于采用有机物乙酸作添加剂，而高氯酸又是强氧化剂，因此温度超过25℃时就有爆炸危险，很难在生产中应用；氢氟酸型抛光工艺虽然对含硅铝材抛光效果较好，但由于氢氟酸挥发性非常大，设备腐蚀严重，对操作者危害极大，因而也未得到有效应用，仅限于实验室研究。

（3）碱性电解抛光液 碱性电解抛光法是最早提出、也是最先应用于工业生产的铝材电解抛光方法，后来由于这种工艺存在整平速度慢、溶液容易失效等问题，逐渐被酸性电解抛光所取代。至今仍在工业生产中保持应用的碱性电解抛光法是碳酸钠-磷酸钠溶液法（Brytal），这是最先提出的电解抛光工艺之一，也是最经典的碱性电解抛光法，于1936年在英国问世。“Brytal”是英国铝业公司（British Aluminium Company）对此方法的注册商标名称，保存至今。此法特别适合于高纯度铝材（铝的质量分数为99.9%）的电解抛光，在许多国家都得到了应用。采用这种方法时，应精心配制溶液，工件最好在机械抛光处理后的10～15min内进行电解抛光，并采用移动阳极，其移动振幅为20～30cm，这一方法的工作电流密度偏低，一般为8～12 A·dm^-2，因此整平速度较慢，抛光时间长达30～40min。以下是Brytal法的抛光工艺参数。

碳酸钠（Na₂CO₃）浓度 150g·L^-1

磷酸三钠（Na₃PO₄） 初始80～95g·L^-1，最终115g·L^-1

温度 75～90℃

电压 7～16V

Brytal法的优点是：溶液浓度低，成本低；抛光后铝片表面反射率高，如高纯铝经抛光后其反射率可达近90%；抛光处理后的铝材对大气有很强的耐蚀性，可广泛用于制造在工业气氛与海洋气候条件下使用的装饰性工件与非受力件，在激光设备中也得到了可靠的应用，如制造反射器腔等。用电解抛光高纯度铝制造的反射器腔经长期使用后未变暗，而且经清洗后完好如初，未发生任何损伤。

Brytal法的缺点是：操作温度高、能耗大；抛光时会产生沉淀物，容量为4000L的抛光槽的沉淀物量为50kg·d^-1。沉淀物的存在会引起各种不良后果，所以必须及时除去，最好是连续过滤溶液；抛光时间长，一般为30～40min，工作效率低；对材料的要求非常高，适用面窄，抛光前必须精心选择材质。

虽然Brytal法应用于高纯铝时能产生很好的抛光效果，但自从1955年以后，由于采用99.8%的铝制成的铝镁合金可在磷酸溶液中获得很好的抛光效果，后者抛光后反射率与前者几乎无差别，而其力学性能比前者要好得多，因此Brytal法逐渐被其他抛光工艺主要是酸性电解抛光工艺所取代，应用范围也在不断缩小。表2-46是铝及其合金的碱性电解抛光配方及工艺条件。

表2-46 铝及其合金的碱性电解抛光配方及工艺条件

除了操作温度高，碱雾挥发大，工作环境差外，碱性电解抛光法包括Brytal法还存在下面一些缺点：

1）化学腐蚀较严重，抛光后铝材表面光亮度不太好。

2）只适用于纯度很高的铝材。

3）电流密度小，抛光时间长，工作效率低。

4）铝材损耗大。(www.xing528.com)

5）溶液使用周期短，容易失效。

因此在生产中它们逐步被酸性电解抛光法所取代，应用也越来越少，20世纪70—90年代对它的研究工作进行得很少，其抛光工艺没有得到进一步的发展。但碱性电解抛光法与后来的酸性电解抛光法相比也有无可替代的优势，那就是抛光液中不含有致癌的铬离子，而且溶液浓度低，废水处理容易，生产成本低，抛光效果也较好。如果能设法降低操作温度，延长溶液使用周期，减少铝材的损耗，降低化学腐蚀程度，改善抛光效果，则重新取代酸性电解抛光工艺并非没有可能，因此近年来碱性电解抛光工艺的研究又重新引起了人们的兴趣。

（4）注意事项 电解抛光工艺的最大优点，就是当电源具有足够的电力时工序的持续时间与被加工表面的大小无关。在盛有电解液的槽中，可以同时装入大量的小工件或装入几个大工件。工序的持续时间仅取决定于电解抛光的工作条件。因此，在很多情况下，电解抛光的生产率要比机械抛光高得多。应该着重指出，被加工表面的形状对生产率几乎没有影响。

在电解抛光时，最理想的情况是凹陷底部完全不溶解。实际上虽然凹陷底部的溶解速度比凸起处的速度缓慢，但毕竟还是溶解，因此，在电解抛光过程中，表面变平的同时，总会改变工件的尺寸，例如钢材电解抛光10min，可使高度为15～30μm的不平处平滑，但却溶解了100μm的基体金属。

1）浓磷酸型铝合金电解抛光液，使用时必须及时过滤底部形成的AlPO₄结晶。浓磷酸型铝合金电解抛光液曾经在日本得到最广泛的应用。电解液使用质量分数为50%～84%的磷酸，是一种黏性的液体。工件抛光后取出，立即进入第一道水洗槽清洗，然后再进入第二道水洗槽用流动水清洗。第一道水洗要用65℃左右的热水，并且可以用于补充电解槽因蒸发而失去的水分。工件在抛光时溶入电解槽液少量的铝，可以起到抑制剂的作用，对抛光有增亮的效果。但是，电解槽液中铝离子的累积，会在镀槽的底部形成AlPO₄结晶，影响抛光的正常操作，必须及时过滤除去。

用浓磷酸型电解液对铝合金进行电解抛光，其工艺简单，抛光亮度高，可达镜面光亮，抛光工件阳极氧化前反射率达96%～98%。至今许多工厂仍用基于磷酸的振动电解抛光工艺。

还必须注意的是：工件经电解抛光后要用热水洗和流动水洗。阳极氧化前，还需要经过除氧化膜处理，即在磷酸、铬酸溶液中浸泡。整个过程要连续，工件表面不能出现干态。

2）用Brytal法进行电解抛光时忌无抽风装置。电解槽可用低碳钢制成，需安装加热、空气循环、抽风装置。电解抛光时需要搅拌以保证电解液的均匀，抛光时还会产生氢气，在阴极前要安装阻挡板。

将清洗干净的铝合金工件浸入还未通电的电解槽中，槽液温度应保持在85～87℃，调节电解电流，抛光处理5～10min，初始电流密度为5.4～8.6A·dm^-2，初始电流密度根据铝合金成分的不同而各异，电解1～2min以后电流密度下降至初始的一半；保持恒定的电压12～15V直到电解抛光结束。

电解抛光以后，工件经过充分清洗，再浸入磷酸和铬酸溶液85℃处理5min，退除表面的氧化膜，清洗后进行后续的阳极氧化处理。

3）铝及其合金的电解抛光液不一定都是酸性的。

4）生产上要尽量避免采用有铬的电解抛光工艺。磷酸-铬酸型或磷酸-硫酸-铬酸型电解抛光液的废液中含有较高比例的六价铬，会造成严重的环境污染。虽然废液可以进行处理，但成本较高，因此近年来有人研究无铬电解抛光新工艺。无铬抛光液是用醇类代替缓蚀剂铬酸，其整平作用是利用醇中羟基的特殊性质来实现的。试验证明，增加醇类分子的长度和羟基的数目，对抛光有利，所以多采用可溶性多元醇聚合物作添加剂。

5）电解抛光处理时要有搅拌和降温设施。电解抛光工艺用一个高的电流密度维持工件表面膜生成和溶解的动态平衡，使工件表面保留一层厚度一定、致密的薄膜。因此，工件表面条件必须很好并且各处一致，接触电解液的工件表面温度必须均匀一致，高电流密度时，电极表面细小致密的气泡层必须尽量除去。为了达到这个目的，应该保持电解液和工件表面有较高的相对运动速度；电解抛光槽要有相当的深度，保证有足够的槽液，并能在电极振动时有足够的空间；清洗水槽要尽可能靠近；电极振动设备安装在槽体的两端，电解时振动阳极（工件），有时也称为移动阳极或摇动阳极；酸性槽液用铅管通蒸汽或热水加热。电解抛光开始时需要加温，达到额定温度后需要冷却降温。

4.铜及铜合金的电解抛光

广泛采用的是以磷酸为主的电解液，其配方及工艺条件见表2-47。

表2-47 铜及其合金磷酸基电解抛光液的配方及工艺条件

5.镍及镍合金的电解抛光

镍及其合金电解抛光液的配方及工艺条件见表2-48。

表2-48 镍及其合金电解抛光液的配方及工艺条件

注：工艺1除去镍层厚度为2～3μm，溶液中硫酸镍的积累量可达70g·L^-1。工艺2除去镍层厚度为3～3.5μm。工艺3对镍层的溶解量比工艺1、工艺2小。工艺4中加了盐酸，会使溶解下的镍层沉积在阴极上，不会形成能溶于溶液中的硫酸盐。工艺5中加了柠檬酸，能改善抛光质量，降低对镍的侵蚀，新配制的溶液需先经8～10A·h·L^-1通电处理后才能使用，该电解抛光液每使用500A·h·L^-1后应添加柠檬酸2g·L^-1。工艺6还可用于碳素钢电解抛光。

6.银的电解抛光

银的电解抛光大多采用氰化物溶液，有时还可在一般氰化镀银液中进行，可减少银的损耗。常用电解抛光液的配方及工艺条件见表2-49。配方中的钾盐不能用钠盐代替，否则抛光质量将变差。

表2-49 银电解抛光液的配方及工艺条件

7.其他金属的电解抛光

镁、钛、锌、镉电解抛光液的配方及工艺条件见表2-50。锡、铅、铬、钴电解抛光液的配方及工艺条件见表2-51。钨、钼、铌、钽电解抛光液的配方及工艺条件见表2-52。金、铟、铀、碳化钨电解抛光液的配方及工艺条件见表2-53。

8.通用电解抛光液

这种电解抛光液适用于多种金属的电解抛光，它的配方及工艺条件见表2-54。

9.以高氯酸为主的电解抛光液

这类电解抛光液通用性强，抛光效果好。因高氯酸是强氧化剂，当其浓度高时，与可燃物接触时可能引起燃烧或爆炸，故使用中应特别注意安全。当其浓度低时，使用没有危险。通常这类溶液都是高氯酸与有机溶剂的混合物，导电性差，操作时槽电压高，溶液温升快，需要加强冷却。这类溶液很少用于装饰领域，主要用于金相磨片的电解抛光与浸蚀。两种通用低浓度高氯酸电解抛光液的配方及工艺条件见表2-55，其中工艺2的电解抛光工艺条件见表2-56。

10.电解抛光设备

（1）电源 要求用低压直流电流，由整流器提供电流，在少数情况下使用直流发电机和电池电流，但多数情况下都用硅二极管整流器。电压变化幅度为3～18V，但通常是5～12V。电压随电解液不同而不同。电流密度应为2.7～27A·dm^-2。

表2-50 镁、钛、锌、镉电解抛光液的配方及工艺条件

表2-51 锡、铅、铬、钴电解抛光液的配方及工艺条件

（续）

表2-52 钨、钼、铌、钽电解抛光液的配方及工艺条件

（续）

表2-53 金、铟、铀、碳化钨电解抛光液的配方及工艺条件

表2-54 通用电解抛光液的配方及工艺条件

表2-55 低浓度高氯酸电解抛光液的配方及工艺条件

注：工艺1适用于铝及其合金、铸铁、钢、铅及其合金、镍合金、锡及其合金、锌及其合金的电解抛光，使用时应强烈搅拌。工艺2适用于铬及其合金、纯铁及奥氏体、钛、锆、铀、钒、铬。

表2-56 工艺2的电解抛光工艺条件

注：溶液为表2-51工艺2。

（2）挂具 被电解抛光的工件通常用一个导电的挂具或紧固件固定在特定位置上。必须注意挂具的尺寸，以保证从槽的顶部到底部、挂具上工件之间有足够的距离。挂具和紧固件的设计还应考虑能为工件提供均匀的电流分布。挂具的中心和端点应能通过所需的电流。挂具的端点可以为铜、铝、磷青铜，这要根据电解抛光液的类型而定。对于形状和尺寸合适的工件，可采用滚筒电解抛光，将滚筒电镀工艺加以修改就可成功地用于电解抛光。在同一设备中通过调整电解液及操作条件，可进行电解去毛刺。这一方法仅适用于零件较少，且零件不会相互缠结或叠套在一起的情况。电解抛光/电解去毛刺的优点在于能进行批量生产，而且该工艺易于实现自动化，属于非劳动密集型和成本高的生产。

（3）搅动设备 无论采用何种工艺均需要搅动，搅动可给金属表面提供新鲜溶液，而且有助于防止在被抛光工件的表面上形成气体条纹及温度分布不均。如有条件，最好进行机械搅动，也可以用机械混合器或泵对溶液进行搅动和气体搅动。

（4）温度控制设备 加热或冷却电解抛光液装置的设置由所采用的抛光类型而定。自动调节温度装置是理想的，所有的溶液都有规定的操作范围。冷却由水或制冷设备通过蛇形管、板、套式冷却装置或换热器来实现。热源为由不锈钢、聚四氟乙烯或铝蛇形管、盘或板传送蒸汽的电热器，还有浸入式石英电热器。上述的不锈钢、聚四氟乙烯或铝的电热器放置于槽底或浸在槽液中，在其管道内燃烧煤气也可作热源，但需注意应尽可能将热源在大范围内分布均匀。不同方法和材料的适用性和耐蚀性应参照所采用的溶液类型来选择。很多电解抛光液都有很高的电阻，可能存在一定的加热作用，该加热量依槽液体积、加工面积及电流密度而定。有时这种加热作用会部分或全部弥补外加热所产生的热量。

11.溶液的配制与维护

1）配制抛光液时，先加入计量的蒸馏水，再按组分顺序加入。添加硫酸的过程中应注意搅拌，待其冷却到室温后，再将甘油、添加剂等在搅拌中缓慢加入。由于氯离子会引起电解抛光工件表面发生点蚀，因此在进行抛光预处理过程中应避免使用盐酸溶液。

2）抛光液黏度较大，在使用过程中，要注意搅拌均匀，使槽中溶液温度均匀，以免导致工件表面光亮度下降。当溶液黏度降低时，要及时补加新溶液进行调整，并对溶液底部沉淀进行过滤。在抛光过程中阴极极板表面会沉积铁、镍及铬等杂质，这会影响阴极导电效果，需及时将沉淀物除去以保持电路通畅。

3）在钢铁电解抛光时，要定期分析溶液中的铁离子含量，若w（Fe³＋）超过15%，则表明溶液老化，应部分或全部更换溶液。

4）工作间隙时应将抛光槽上部封闭，防止杂质进入槽内，同时防止溶液吸水，降低溶液黏度。