化学抛光和电解抛光【高等教育】
机械抛光、化学抛光和电解抛光的定义及优缺点
机械抛光、化学抛光和电解抛光的定义及优缺点机械抛光定义机械抛光是靠切削或使材料表面发生塑性变形而去掉工件表面凸出部得到平滑面的抛光方法，一般使用油石条、羊毛轮、砂纸等，以手工操作为主，表面质量要求高的可采用超精研抛的方法。
机械抛光是模具抛光的主要方法。
优缺点机械抛光缺点是劳动强度大，污染严重，而且复杂零件无法加工，而且其光泽不能一致,光泽保持时间不长，发闷、生锈。
其优点是加工后零件的整平性好，光亮度高。
化学抛光定义化学抛光是靠化学试剂的化学浸蚀作用对样品表面凹凸不平区域的选择性溶解作用消除磨痕、浸蚀整平的一种方法。
化学抛光可作为电镀预处理工序，也可在抛光后辅助以必要的防护措施直接使用。
优缺点化学抛光缺点是光亮度差,有气体溢出，需要通风设备，加温困难。
抛光液容易失效，溶液消耗快。
抛光结果不是太佳，试样的棱角易受蚀损，抛光面易出现微小波纹起伏，高倍观察时受到影响。
其优点是加工设备投资少,复杂件能抛,速度快,效率高,防腐性好。
电解抛光定义以金属工件为阳极，在适宜的电解液中进行电解，有选择地除去其粗糙面，提高表面光洁程度的技术，又称电解抛光。
电抛光可增加不锈钢的耐腐蚀性，减少电气接触点的电阻，制备金相磨片，提高照明灯具的反光性能，提高各种量具的精度，美化金属日用品和工艺品等，适用于钢铁、铝、铜、镍及各种合金的抛光。
优缺点其缺点是1：电解抛光的质量与电解液以及电流与电压的规范有关。
要摸索不同的抛光参数，而影响电解抛光的参数较多，不易找到正确的电解抛光参数。
2：对于铸铁及夹杂物等试样，较难获得良好的结果。
3：电解液组成复杂，使用时需要注意安全操作。
其优点是1：内外色泽一致，光泽持久光无法抛到的凹处平。
2：生产效率高，成本。
可大批量制备样品3：增加工件表面抗腐蚀性，可适用于所有不锈钢材质。
金相抛光的常用方法
金相抛光的常用方法金相抛光是一种常用的金属表面处理方法，用于提高金属材料的光洁度和光亮度。
下面将介绍几种常用的金相抛光方法。
1.机械抛光法：机械抛光是一种常用的金相抛光方法。
它主要通过使用不同颗粒大小的研磨纸或研磨剂，与金属表面摩擦或切削，去除表面上的凹凸不平和氧化物，最终达到光洁度要求。
机械抛光的优点是操作简单，可以在不同粒度的研磨纸上进行多次抛光，逐步提高金属的光洁度。
2.电解抛光法：电解抛光是一种使用电解液中的电流和金属样品间的通电作用抛光金属表面的方法。
电解抛光适用于对金属试样进行快速抛光，并且能够得到高光亮度的表面。
电解抛光的原理是通过电解液中的阳极溶解、阴极反应和表面不均匀性，使得表面获得一致性的光洁度。
3.化学抛光法：化学抛光是利用化学试剂在金属表面发生化学反应，去除表面的氧化膜和污染物，达到光洁度要求的方法。
常用的化学抛光方法有酸洗和碱洗。
酸洗抛光可以去除金属表面的氧化膜和杂质，碱洗抛光可以去除有机物和脏污。
化学抛光的优点是能够在短时间内获得高质量的平坦和光洁表面。
4.溶剂抛光法：溶剂抛光是一种利用有机溶剂和湿抛法来提高金属表面质量的方法。
溶剂抛光适用于一些脆性和敏感的金属材料，可以避免机械抛光或化学抛光过程中可能引起的变形或污染问题。
溶剂抛光的步骤包括：清洗金属表面、去除残留的溶剂和颗粒、用纯溶剂溶解有机污染物以及润湿剂的涂覆。
5.磁力抛光法：磁力抛光是利用磁力场和磁性研磨颗粒来平整和抛光金属表面的方法。
磁力抛光适用于对大批量金属试样进行抛光，并且能够获得一致性的表面质量。
磁力抛光的原理是通过磁力场的作用，使磁性研磨颗粒在金属表面滚动或磨削，去除表面的杂质和凹凸不平，最终得到光滑的表面。
以上是金相抛光的常用方法，每种方法都有自己的特点和适用范围。
在实际应用中，可以根据具体的金属材料和表面要求选择合适的抛光方法，以达到最佳的抛光效果。
机械抛光、电解抛光与化学抛光有何不同
机械抛光、电解抛光与化学抛光有何不同
• 化学抛光可用于仪器制造、铝质反光镜 的制造，以及其他零件和镀层的装饰性 加工。同电解抛光比较，化学抛光的优 点是：不需外加电源，可以处理形状更 为复杂的零件，生产效率高等。
不锈钢电解抛光设备
机械抛光、电解抛光与化学抛光ห้องสมุดไป่ตู้何 不同
• 微观及宏观的凸凹部分得以整平。这一 过程能改善金属表面的显微几何形状， 降低金属表面的显微粗糙程度，使零件 表面变得光亮。电解抛光常用于钢、铝、 铜等零件，或铜镍等镀层的装饰性加工。
• 多相合金中，当有一相不易在阳极溶解 时，将会影响电解抛光的质量。化学抛 光是金属零件在特定条件下的化学浸蚀。 在这一浸蚀过程中，金属表面被溶液浸 蚀和整平，从而获得比较光亮的表面。
• 电解抛光是将工件作为阳极，在电解过程中， 工件突出的部位溶解速度大于低凹处，随着 抛光的进行，工件表面的
机械抛光、电解抛光与化学抛光有何不同
• 在许多场合下，电解抛光可以用来代替 繁重的机械抛光， 尤其是形状 较复杂、用机械方法难以加工的零件。 但是电解抛光不能除去金届中的非金届 夹杂物，也不能除去或掩饰金属表面的 划痕、深麻点等表面缺陷
机械抛光、电解抛光与化学抛光有何不同
• 机械抛光、电解抛光与化学抛光有何不 同?它们在电镀中作用如何了机械抛光一 般是将工件压向预先涂有抛光膏(剂)的 转动布轮或其他弹性轮子上的操作。
机械抛光、电解抛光与化学抛光有何 不同
• 其实质是用抛光轮来平复磨光后的制件 表面上极微小的不平处。通过机械抛光 可得到似镜而般的表面，其泽色随所用 抛光膏不同而变化，其外观问抛光者技 术有关。
常用的几种抛光方法
常用的几种抛光方法抛光是一种常见的表面处理方法，用于改善工件表面的平滑度、光泽度和装饰效果。
在工业制造、汽车修复、家具制作等领域中广泛应用。
以下是常用的几种抛光方法：1.机械抛光：机械抛光是通过机械设备进行表面处理的方法。
常用的机械设备有抛光机、砂带机、砂轮机等。
通过磨头或砂纸、砂轮等磨料进行抛光，能够去除工件表面的凹凸不平和氧化层，提高工件表面的平滑度和光泽度。
2.手工抛光：手工抛光是通过人工操作进行的表面处理方法。
常用的手工抛光工具有砂纸、抛光布、抛光膏等。
手工抛光较为简便灵活，适用于较小的工件或不规则形状的工件。
手工抛光通常分为粗磨、中磨和精磨等步骤，每一步都使用不同的磨料和抛光工具，最终达到所需的光洁度和光泽度。
3.化学抛光：化学抛光是利用化学药品进行表面处理的方法。
常用的化学药品有酸洗剂、腐蚀剂、除漆剂等。
化学抛光能够去除工件表面的氧化层、锈蚀、油污等，使工件恢复光洁的表面。
但需要注意的是，化学药品的使用需要具备一定的安全措施，以免对工人和环境造成伤害。
4.电解抛光：电解抛光是利用电解作用进行表面处理的方法。
通过将工件作为阳极，在电解液中进行电解，使工件表面产生物理和化学反应，从而获得平滑光洁的表面。
电解抛光能够去除工件表面的细微瑕疵，提高其表面质量和美观度。
但使用电解抛光需要注意安全防护，避免电解液的溅入眼睛或皮肤。
5.光学抛光：光学抛光是在光学显微镜下进行的高精度抛光方法。
它通常用于制造光学元件、半导体材料等需要极高光洁度和平整度的工件。
光学抛光的磨料和抛光工具要求非常严格，其中常用的抛光液有氧化铁、氧化铝等。
光学抛光的过程需要十分小心和耐心，以获得所需的高精度光洁表面。
总的来说，不同的抛光方法有不同的适用场景和效果。
选择合适的抛光方法需要根据工件材质、表面质量要求、生产效率和环境安全等因素综合考虑。
在实际应用中，可以根据需要结合不同抛光方法，进行多种方法的组合使用，以获得最佳的抛光效果。
不锈钢电解抛光和电化学抛光的区别和特点
不锈钢电解抛光和电化学抛光的区别和特点
电解抛光的特点:
电解抛光是利用不锈钢在电解液中的选择性阳极溶解而达到抛光和清洁表面目的的一种表面处理方法。
具有以下优点：
(1)极大提高表面耐蚀性。
由于电解抛光对元素的选择性溶出,使得表面生成一层致密坚固的富铬固体透明膜,并形成等电式表面,从而消除和减轻微电池腐蚀。
(2)电解抛光后的微观表面比机械抛光的更平滑,反光率更高。
这使得设备不粘壁、不挂料、易清洗，工件表面约减少1丝左右，达到GMP和FDA规范要求。
(3)电解抛光不受工件尺寸和形状的限制。
对不宜进行机械抛光的工件可实施抛光，例如细长管内壁、弯头、螺栓、螺母和容器内外壁。
电解抛光优于机械抛光：
A.有表面等电势条件；
B.不易捕获污染物；
C.表面可形成更具有耐蚀性的透明固体盐膜；
D.不产生Beillby层。
电化学抛光的特点：
电化学抛光是利用金属电化学阳极溶解原理进行修磨抛光。
将电化学预抛光和机械精抛光有机的结合在一起，发挥了电化学和机构两类抛光特长。
它不受材料硬度和韧性的限制，可抛光各种复杂形状的工件。
其方法与电解磨削类似。
优点：所加工的不锈钢更镜面化。
镍的电解抛光和化学抛光
镍的电解抛光和化学抛光
一、电解抛光
镍可以在下列溶液中进行电解抛光。
其工艺规范列于表2-2-8。
1 2 3 4
磷酸（H3PO4）65 750g/L
硫酸（H2SO4）15 72～75 70 900 g/L 铬酐（CrO3） 6 2～3
甘油（C3H3（OH）3）2～3
柠檬酸（C3H4OH（COOH）3）60 g/L
柠檬酸铵（（NH4）2C6H6O7）20 g/L
水14 18～24 30
密度 1.74 1.62～1.66 1.60～1.62
电压/V 12～18 12～18 12 6～12
阳极电流密度/A·dm-230～40 30～40 30～40 15～20
温度/℃室温室温35～45 室温
时间/min 0.3～2 0.3～2 0.5～1.5 0.5～1
阴极材料铅铅铅铅、不锈钢注：配方1适用于镍镀层的抛光；
配方2适用于镍镀层和镍基体的抛光；
配方3适用于镍基体的抛光；
配方4适用于镍和镍铁合金的抛光。
溶液的配制方法可以参照钢铁零件电解抛光的相应部分。
二、化学抛光
半光亮镀镍层可以在以下溶液中进行化学抛光：
磷酸（H3PO4）（密度1.70） 60%（体积）
硝酸（HNO3）（密度1.42） 20%（体积）
硫酸（H2SO4）（密度1.84） 20%（体积）
温度80～85℃
时间1～3min。
铝材的化学抛光及电化学抛光
铝材的化学抛光及电化学抛光一般工程应用的变形铝合金材料或建筑铝型材，其加工成型后的半成品，一般是可以直接进入阳极氧化生产线进行阳极氧化的。
所获得的阳极氧化膜在许多工程应用上表现出了良好的防护性能，起表面基本上能够达到均匀一致的外观要求。
机械抛光后的铝工件，若直接进行阳极氧化处理，只能获得平滑的阳极氧化膜，还不能得到高反射率的膜层。
化学抛光或电化学抛光作为高级精饰处理方法，能去除铝制品表面较轻微的模具痕和擦划伤条纹，去除机械抛光中可能形成的摩擦条纹、热变形层、氧化膜层等，使粗糙的表面趋于光滑而获得近似镜面光亮的表面，提高了铝制品的装饰效果（如反射性能、光亮度等），并可以赋予更高的商业附加值，极大地满足了消费市场对具有光亮表面的铝制品要求。
因此，对于需要表面平整、均匀又光亮等特殊外观要求的阳极氧化膜，则需要预先进行化学抛光或者电化学抛光。
化学抛光和电化学抛光与机械抛光一样，是制备高精饰光亮铝制品表面处理过程中不可或缺的表面预处理技术，某些情形下可以作为最终的精饰手段。
化学抛光和电化学抛光可以使特殊铝材获得非常光亮的表面，但是从抛光原理上看，化学抛光（及电化学抛光）与机械抛光却有着本质的区别。
机械抛光是利用物理手段通过切削与研磨等作用使铝材表面发生塑性形变，使得表面的凸部向凹部填平，从而使铝材表面粗糙度减小、变得平滑，改善了铝材的表面粗糙度，从而使其表面平滑或光亮。
但是机械抛光会引起金属表面结晶的破坏、变质而产生塑性变形层，以及因局部加热而产生组织变化层。
化学抛光是一种在特殊条件的化学腐蚀，它是通过控制铝材表面选择性的溶解，使铝材表面微观凸出部位较其他凹洼部位优先溶解，而达到表面平整和光亮的目的。
电化学抛光又称电解抛光，其原理与化学抛光相似，也是依靠选择性溶解铝材表面表面微小凸出部分而达到平整光滑。
铝材作为阳极浸入到配制好的电解溶液中，以耐腐蚀而且导电性能良好的材料作为阴极，根据电化学尖端放电原理，通电后铝材表面微小凸出部位优先溶解，与此同时溶解产物与表面的电解液形成高电阻的粘稠性液膜层，微小凸出部位膜层浇薄，其电阻较小，从而继续保持优先溶解。
电解抛光与化学抛光的区别与特点
电解抛光，是金属零件在特定条件下地阳极侵蚀.这一过程能改善金属表面地微观几何形状，降低金属表面地显微粗糙程度，从而达到使零件表面光亮地目地.电解抛光常用于钢、不锈钢、铝、铜等零件或铜、镍等镀层地装饰性精加工，某些工具地表面精加工，或用于制取高度反光地表面以及用来制造金相试片等.资料个人收集整理，勿做商业用途在不少场合下，电解抛光可以用来代替繁重地机械抛光，尤其是形状比较复杂，用机械方法难以加工地零件.但是，电解抛光不能去除或掩饰深划痕、深麻点等表面缺陷，也不能除去金属中地非金属夹杂物.多相合金中，当有一相不易阳极溶解时，将会影响电解抛光地质量.资料个人收集整理，勿做商业用途化学抛光，是金属零件在特定条件下地化学浸蚀.在这一浸蚀过程中，金属表面被溶液浸蚀和整平，从而获得了比较光亮地表面.资料个人收集整理，勿做商业用途化学抛光可以用于仪器、铝质反光镜地表面精饰，以及其它零件或镀层地装饰性加工.同电解抛光比较，化学抛光地优点是：不需外加电源，可以处理形状更为复杂地零件，生产效率高等，但是化学抛光地表面质量，一般略低于电解抛光，溶液地调整和再生也比较困难，往往抛光过程中会析出氧化氮等有害气体.资料个人收集整理，勿做商业用途目前生产上采用地电抛光液主要有：①硫酸、磷酸、铬酐组成地抛光液;②硫酸和柠檬酸组成地抛光液;③硫酸、磷酸、氢氟酸及甘油或类似化合物组成地混合抛光液.钢铁零件地电化学抛光()材料种类地影响钢铁材料地种类很多，对不同地钢材应采用不同地抛光液.()各种因素地影响磷酸是抛光液地主要成分.它所生成地磷酸盐粘附在阳极表面，在抛光过程中起重要作用.硫酸可以提高抛光速度，但含量不能过高，以免引起腐蚀.铬酐可以提高抛光效果，使表面光亮.资料个人收集整理，勿做商业用途电流密度对抛光质量有很大影响，对于不同地溶液应采用不同地电流密度，电流密度过低，整平作用差，过高会引起过腐蚀.温度对抛光质量有一定地影响，但不是主要因素.资料个人收集整理，勿做商业用途()操作注意事项①新配制地溶液应在大阴极面积(阴极面积大于阳极面积几倍)地情况下进行通电处理，使一部分六价铬还原为三价铬.如果在使用过程中三价铬增加过多时，则相反，即在大阳极小阴极地情况下进行通电处理.资料个人收集整理，勿做商业用途②经常测定溶液地密度，并及时加水或加热浓缩溶液.溶液中地磷酸、硫酸和铬酐和三价铬地含量应定期分析和调整.资料个人收集整理，勿做商业用途③使用过程中由于阳极溶解铁地含量逐渐升高，当铁地含量(按计算)达到～时部分更换，或全部更换溶液.资料个人收集整理，勿做商业用途④配制先将磷酸与硫酸混合，铬酐溶解于水，然后把酸地混合液倒人铬酐水溶液中加热".在不断搅拌下慢慢加入明胶(此时反应激烈).反应结束后(大约后)溶液变为均匀地草绿色.资料个人收集整理，勿做商业用途其他金属地电解抛光铜及其合金地电解抛光，广泛采用磷酸电解液.铝及铝合金地电解抛光采用磷酸一硫酸一铬酸性地溶液.铝及铝合金地电解抛光在生产上应用得比较广泛.抛光后地零件如果随即进行短时间地氧化处理，不仅能得到平整光亮地外观还能形成完整地氧化膜，提高耐蚀性，可以长期保持其表面光泽.资料个人收集整理，勿做商业用途溶液地配制方法，可以参照钢铁零件电解抛光地有关内容.当溶液中地铝含量超过时，应部分更换或全部更换溶液.当氯离子含量超过时，零件表面容易出现斑点腐蚀.配制溶液用地水中氯离子含量应少于.二、化学抛光化学抛光是在特定地溶液中对零件进行浸蚀整平地过程.化学抛光设备简单，可以处理形状比较复杂地零件.缺点足化学抛光地质量不如电解抛光.溶液地调整和再生也比较困难，在应用上受到限制.尤其是化学抛光操作过程中硝酸散发出大量黄棕色有害气体，对环境污染非常严重.资料个人收集整理，勿做商业用途。
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7
第二节 化学抛光和电化学抛光机理
铝在酸性溶液中的化学抛光机理
铝的酸性浸蚀
硝酸钝化过程
磷酸粘滞性铝盐 扩散层扩散过程
高等课件
8
铝的电化学抛光机理
AB区：铝活性溶解区
BC区：B点以后，金属溶解速 度超过产物向溶液的扩散速度, 导致粘膜层形成
CD区：抛光区。C点时阳极表面 附近溶液中金属盐饱和，粘膜 层厚度不再增长，阳极反应速 度完全受扩散速度控制而与电 位无关。
孙洪波，等. 电镀与环高等保课，件29（2009）20.
15
磷酸-硫酸-添加剂环保型无黄烟抛光液
最佳添加剂浓度：10 g/L
孙洪波，等. 电镀与环高等保课，件29（2009）20.
16
2）磷酸-硝酸 化学抛光
高等课件
17
高等课件
18
3）磷酸-硫酸-硝酸化学抛光（普遍应用）
Ⅰ类：适用于表面粗糙的纯度大于99.5%的高纯铝
第三讲 化学抛光和电解抛光
邢亚哲 博士/副教授
长安大学 材料表面强化研究所
高等课件
1
主要内容
概论 化学抛光和电化学抛光机理 化学抛光工艺 电化学抛光工艺 抛光缺陷及对策
高等课件
2
第一节 概论
物理作用 （切削，研磨等）
化学作用 （化学腐蚀）
机械抛光 化学抛光 电化学抛光（电解抛光）
22
高等课件
23
硝酸-氟化物化学抛光工艺 1）硝酸-氢氟酸-阿拉伯胶化学抛光
高等课件
24
高等课件
25
朱祖芳. 铝合金阳极氧化与表面处理技术，北京：化学工业出版社，2010.
高等课件
26
2）硝酸-氢氟酸-芳香胺化学抛光
高等课件
27
第四节 电化学抛光工艺
碳酸钠-磷酸三钠碱性电化学抛光
高等课件
28
最佳工艺成分： 20%碳酸钠
+6%磷酸三钠
高等课件
29
磷酸-铬酸-硫酸电化学抛光
高等课件
30
氟硼酸电化学抛光（Alzak工艺）
高等课件
31
硫酸-铬酸电化学抛光
高等课件
32
无铬酸电化学抛光
粘膜层
凹陷处钝化 凸出处快速溶解
高等课件
33
提高醇类分子的羟基数目有利于抛光，如冯宝义[52]等人以 含更多羟基的PEG（多元醇聚合物）为添加剂的电解抛光液：
原因：气体逸出所致。
4）冰晶状附着物
原因：槽液溶铝量太高或磷酸含量太高。
高等课件
38
谢谢各位！ 不足之处敬请指正！
高等课件
39
DE区：阳极氧化膜部
第三节 化学抛光工艺
以磷酸为基的化学抛光工艺 1）磷酸-硫酸化学抛光
高等课件
10
朱祖芳. 铝合金阳极氧化与表面处理技术，北京：化学工业出版社，2010.
李珍芳，等. 科技信息高等，课28件（2010）4.
11
李珍芳，等. 科技信息高等，课28件（2010）4.
5）点腐蚀
原因：铝工件表面气体累积，形成气穴而致； 槽液中硝酸或铜含量偏低； 铝工件表面化学清洗不充分。
高等课件
37
电化学抛光缺陷（磷酸-硫酸-铬酸）
1）电灼伤
原因：导电接触面积不足； 接触不良； 通电电压上升过快，电流密度瞬时过大。
2）暗斑
原因：电流密度较低； 电力线（电流密度）分布不均。
3）气体条纹
高等课件
3
化学抛光、电化学抛光和机械抛光特点比较
高等课件
4
电解抛光20s，并侵蚀
朱峰，等. 理化检验-高物等理课分件册，46（2010）692.
5
电解抛光60s，并侵蚀
朱峰，等. 理化检验-高物等理课分件册，46（2010）692.
6
电解抛光100s，并侵蚀
点蚀
朱峰，等. 理化检验-高物等理课分件册，46（2010）692.
陈祖秋[53]针对铝合金化妆盒盖开发的含50-55%磷酸、 10-20%硫酸、20-25%添加剂、5%水的无铬电化学抛光工艺， 其在漳州化学品厂得到应用，效果良好。
高等课件
34
胡丰泽，等. 现代制造高等工课程件，11（2007）68.
35
第五节 抛光缺陷
化学抛光缺陷（磷酸-硫酸-硝酸化学抛光） 1）光亮度不足
原因：铝材生产加工工艺质量不高； 硝酸含量不足或太高； 抛光时间不足、温度不够、搅拌不充分； 槽液水分含量过大，槽液老化等。
2）白色附着物
原因：槽液中溶铝量太高。
高等课件
36
3）表面粗糙
原因：硝酸含量太高； 铜含量过高； 铝材内部组织缺陷（如疏松、夹杂等）。
4）转移性腐蚀
原因：铝材抛光完成到水洗之间的转移迟缓。
Ⅱ类：适用于经机械抛光的纯铝,＜8%Zn的Al-Mg-Zn合金,
≤5%Cu的Al-Cu-Mg合金
高等课件
19
高等课件
20
朱祖芳. 铝合金阳极氧化与表面处理技术，北京：化学工业出版社，2010.
光亮区 纯铝抛光
方景礼. 电镀与涂饰，24（200高5等）课42件.
21
4）磷酸-乙酸-硝酸化学抛光
高等课件
12
磷酸-硫酸基础上开发的无黄烟化学抛光
高等课件
13
朱祖芳. 铝合金阳极氧化与表面处理技术，北京：化学工业出版社，2010.
磷酸-硫酸-添加剂环保型无黄烟抛光液
最佳磷酸/硫酸比：2
孙洪波，等. 电镀与环高等保课，件29（2009）20.
14
磷酸-硫酸-添加剂环保型无黄烟抛光液
最佳铝离子浓度：8-10 g/L