陰極的材料性能、幾何形狀、尺寸大小以及它與被拋光制件之間的距離、位置等,均會直接影響電拋光工藝能否正常進(jìn)行及拋光的效果。因此,陰極的設(shè)計和應(yīng)用,乃是電拋光作業(yè)中必須特別重視的基本要素之一。
關(guān)于陰極的設(shè)計,目前還沒有一個比較系統(tǒng)和完整的科學(xué)理論作為依據(jù),只能靠經(jīng)驗(yàn)和反復(fù)實(shí)踐。
1、盡量高的導(dǎo)電性能。
2、在電解液中應(yīng)有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性。在不改變電解液的組成及不污染電解液的同時,它本身的使用壽命應(yīng)盡量長。
3、在電拋光過程中不易鈍化和極化。
4、價廉易得,容易加工制造,還應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。
陰極結(jié)構(gòu)及尺寸的選用有以下的基本要求:
1、幾何結(jié)構(gòu)和形狀
應(yīng)盡量做到在放置***佳位置時,對被拋光制件各個部位產(chǎn)生的電力線強(qiáng)度相近,一致更***。要做到這一點(diǎn),在實(shí)踐上往往是很困難的。對于一些幾何結(jié)構(gòu)比較
復(fù)雜或奇形怪狀的制件,困難就更大了。
2、不同材質(zhì)應(yīng)作適當(dāng)調(diào)整
用同一裝置在其他工藝因素保持不變的條件下,對不同材質(zhì)的制件進(jìn)行電拋光時,大多會顯示出不同的電拋光效果。例如,同樣粗細(xì)和長度的鎢、鉬制件,在同一個電拋光裝置中,使用相同的工藝條件進(jìn)行電拋光加工,結(jié)果發(fā)現(xiàn)鉬件的尖端腐蝕比鎢件明顯得多。這是電力線分配不均勻?qū)Σ煌牧铣尸F(xiàn)出不同的電化學(xué)作用的緣故。
3、電力線的屏蔽
為了使電場力在被拋光制件上各個部位的分布盡量均勻一致,有時可對陰極進(jìn)行適當(dāng)?shù)木植科帘危矔〉幂^***的工藝效果。具體做法是:在二電極之間的適當(dāng)位置,安放一個適當(dāng)大小、形狀的屏蔽物。屏蔽物可用導(dǎo)電或不導(dǎo)電材料制造,安放位置和方式主要決定于屏蔽的用途和性能。由不導(dǎo)電材料制成的屏蔽物的作用,是為了把附近的陰極區(qū)域絕緣,使電力線繞路通過。由導(dǎo)電的金屬材料制成的屏蔽物——導(dǎo)電屏——與陽極相連接,目的是使某一范圍的電力線在導(dǎo)電屏上閉合,以防止電場力在拋光表面上的局部集中。
4、陰極形狀選取的實(shí)例
對長形制件(如圓柱狀、螺旋狀或網(wǎng)狀等)進(jìn)行電拋光時,常利用圓桶狀金屬陰極,拋光后可看到制件上部表面***光亮,往下光亮度遞減,但***下端小部位表面卻較光亮。若改用上大下小的杯狀陰極(如圖員原圓(遭)進(jìn)行電拋光,則會發(fā)現(xiàn)制件表面的光亮性,特別是中下部表面的光亮性有了較明顯的改善。但經(jīng)過較精細(xì)的觀察會看到,制件中部的光亮度還不如兩端,而且這種差異隨著制件長度的增加而趨于嚴(yán)重。說明了電力線(電場力)在制件表面的分配還不太均勻。后又將陰極改為圖員原員(糟所示的上大中小下大的異型,電拋光后看到,制件中部表面的光亮度與兩端的差異較前大大縮小了。上述試驗(yàn)中其他工藝條件均基本保持一致。顯然,通過陰極形狀的改進(jìn),可改善電場力在陽極(制件)表面上的電拋光作用強(qiáng)度的一致性。但應(yīng)指出,上述試驗(yàn)中陰極形狀的改進(jìn)僅僅是定性的,定量性的改進(jìn)還須努力。
陰極表面的粗糙度,也會直接影響電拋光作業(yè)的工藝效果。從理論上講,陰極表面越光亮,越有利于被拋光表面光亮度的提高。這一點(diǎn)在工業(yè)生產(chǎn)中往往被忽視了。但應(yīng)指出,對陰極表面光亮度的過高要求是不太現(xiàn)實(shí)的,有時也是沒有必要的。一般認(rèn)為,電拋光過程所用陰極表面的粗糙度,應(yīng)與被拋光表面所要達(dá)到的粗糙度同級或近似。當(dāng)極間距離較大時,這一要求可適當(dāng)放寬。
陰極、陽極極間距離
陰極、陽極極間距離的選取應(yīng)兼顧:
1、便于調(diào)整電流密度到工藝規(guī)范,并盡量使拋光表面上電流密度分布得均勻一致些。
2、盡量減少不必要的能耗。
具體的選用,應(yīng)視被拋光制件的大小和工藝要求靈活掌握。一般來說,大型制件的極間距離大,反之小。小型制件或中型制件的局部拋光,極間距離大多為左右,大型制件拋光用的極間距離應(yīng)選取愿穩(wěn)。用于去毛刺作業(yè)的拋光,極間距離以應(yīng)在可探范圍內(nèi)。