1 不鏽鋼設備表麵的鏡麵特（tè）性及其應用

      不鏽鋼以其優良的耐腐蝕性能, 很好的力學性能和（hé）加工性能及較好的焊接性（xìng）能, 廣泛地應用於石油（yóu）化（huà）工、生物化（huà）工、精細化工、紡織、製藥、食品、造紙、裝飾件（jiàn）製造、真空（kōng）及半導體、核能行業等。在這些工業領域裏（lǐ）, 一些特殊的（de）使用要（yào）求不鏽鋼表麵粗糙度達到鏡麵水平。不鏽鋼表麵的鏡麵加工所獲得的特殊性能如表1 所示（shì）[1] 。

     本文以石油化工行業作為重要的應用背景。在化工生產（chǎn）過程中, 由於某些關鍵設備 (如聚合（hé）釜、反應罐、物料管線等) 內表麵粗糙度較高（gāo）, 致使某些粘（zhān）性物料、粉料等容易產生掛壁、結垢現象, 影響設備（bèi）傳熱效率, 嚴重者使設備完全阻塞, 被迫停止運行（háng）, 對於某些易燃性物料, 由於靜電（diàn）集中現象, 存在（zài）易使物（wù）料產生火花爆（bào）炸的隱患。為了解決上述問題, 要求（qiú）對設備內表麵進行拋（pāo）光處理, 提高表麵光潔度閉。

      另外, 在石油化工生產過程中使用的不（bú）鏽鋼設備, 其工作環境往往具有很強的腐蝕性,這（zhè）就要求不僅在不（bú）鏽鋼的選材上要因地（dì）製宜, 而且（qiě）要對不鏽鋼表（biǎo）麵進行鈍（dùn）化處理（lǐ）, 提高其耐蝕性。不鏽鋼表（biǎo）麵的鈍（dùn）化處理, 采取不同的處理工藝, 其耐蝕性差異很大[3l 。本文對此進行了研究。

      對不鏽鋼表麵進行電（diàn）化學拋光處理, 可顯著提高不鏽鋼的耐蝕（shí）性能, 進（jìn）一步進行鈍化處理可以得到最高的耐蝕性能。

      圖l 所（suǒ）示為304 不鏽鋼經過機（jī）械拋光（guāng）、機械拋光再鈍化處理、電化學拋光、電化學拋光再鈍化處理（lǐ）等工藝得到的動電位掃（sǎo）描極化曲線, 測（cè）量（liàng）條件為25 % 的硫（liú）酸（suān）溶液, 電位掃描速度為lm V 店。從極化曲線上可（kě）以看到, 30 4 不鏽鋼經過電化學拋光再鈍化處理後耐蝕性較電化學（xué）拋光和機械拋光再鈍化處理工藝提高（gāo）約二個數量級, 較機械拋光未鈍化處理（lǐ）提高約五個數量級。

      2 電化學拋光的（de）特點（diǎn）和原理

      2 . 1 電化學拋光的特點

      上（shàng）述提到的不鏽鋼設備的鏡麵加工, 工業（yè）上通常（cháng）采用機械拋光的方法, 然而對（duì）於細長管內壁（bì）( ( 中60 , ) 、線（xiàn）材、薄板和鋼（gāng）球、彎頭、螺栓（shuān）、螺母等異形零（líng）件來說, 不易或不能進行機械拋光, 這（zhè）就給工業應用帶（dài）來了很大的難題[2] 。對於解決這一難題, 電化學拋光加工恰恰（qià）可以發揮它的優勢。下麵（miàn）表2 電化學拋光與機械拋光的比較可以用來體現電化學拋光的優勢。

      2. 2 電化學拋光的原理

      電化學拋光, 是把工件作為陽（yáng）極, 輔助電極作為陰極, 在專用配方的電解液中, 通過外接直（zhí）流（liú）電源通電使工件表麵（miàn）發生電化學榕解, 從而使工件（jiàn）表麵獲得較高的光潔度。影響（xiǎng）拋（pāo）光（guāng）的因素是多種多樣的, 如被拋光材料的性質、成分、狀態、電解拋光液的（de）成分、電解溫度、時間及（jí）其他規範。一般按照拋（pāo）光過程分為兩步:

      第一步是宏觀拋（pāo）光過程, 在0 . 1~0. 0 01 毫米範圍內（nèi）獲得平整的金（jīn）屬表麵。陽（yáng）極拋光過程（chéng）中, 在表麵形成一層高濃度鹽層, 即所謂薪液膜。凹凸（tū）不（bú）平表麵的粘液（yè）膜（mó）的厚度是（shì）不（bú）同的, 凸（tū）起部分的粘液膜薄, 電阻小, 電流密度比凹陷部分大: 另外表（biǎo）麵上凸起部位電（diàn）解液離子擴散速度（dù）也比凹陷部位快, 使陽極（jí）溶解產物比較（jiào）容易擴（kuò）散出去; 同（tóng）時, 陽極凸起部位（wèi）離陰極距（jù）離近, 造成電力（lì）線（xiàn）集中, 促使尖端部分的（de）薄膜破（pò）裂而急劇溶（róng）解; 另外, 表麵凸起部位吸附（fù）的陰離子多（duō）, 容易和溶解產生的陽離子結（jié）合擴散到溶液的深處, 加速凸起部位金屬的溶解。以上這些作用, 都會引（yǐn）起凸起部位溶解速度大, 凹陷（xiàn）部位（wèi）溶解速度小, 最終導致了表麵的宏觀（guān）整平。

      以鑫灌瓢黯孚程, 範圍小於l 微米, 能得到光學平整的表麵, 其不平整程度可電化學拋光過（guò）程, 使得金屬（shǔ）表麵生成固體膜, 金屬（shǔ）溶解速度（dù）受擴散過程控製, 抑製了金屬（shǔ）表麵某（mǒu）些優先溶（róng）解過程, 不（bú）受晶粒各向異性或結構上分布不連續的影（yǐng）響, 達到均勻溶（róng）解。

      電化學拋光是在表麵固體膜化學溶（róng）解過程與形成過程達到平衡條件下進行的。另外, 對於凸（tū）起部位形成的固體膜缺陷多（duō）, 穩定性差, 化（huà）學活性大。凸起部位表（biǎo）麵氧化膜（mó）溶解速度快, 促使金屬表麵得到微觀整平。應（yīng）強調指出的是, 拋光時電解液的主導作用不容忽視。

      例如電解液有的組分可以改善拋光效果, 有的卻完全沒有拋光作（zuò）用, 象添加劑這類組分隻需要少（shǎo）量（liàng）就往往會對（duì）拋光（guāng）起到決（jué）定性的影響。拋光起主要（yào）作用的是化學過程, 物理因素是次要的, 隻是化學過程的補充。

      本文研製了一種（zhǒng）新型電化學（xué）拋光液, 並將其用於小口徑不鏽鋼管內壁的鏡（jìng）麵拋光, 獲得成功, 其（qí）主（zhǔ）要性（xìng）能技術指標如下：

      3 電化學拋光工（gōng）藝（yì）

      不（bú）鏽鋼設備由於大小、形狀和客觀條件的限製, 可采用不同的電化學拋光（guāng）工藝,但其基（jī）本工藝結構（gòu）可按照圖2 所示建立（lì）。

      不鏽鋼工件作為陽極, 通過導電夾具（jù）接（jiē）於直（zhí）流（liú）電（diàn）源的正極, 同時與之相對的不鏽鋼或鉛構成的板狀（zhuàng）或棒狀（zhuàng）陰極接於直流電源的負極, 陰陽極麵積比通常為2 : l 或3 : 1。不鏽鋼的電化學拋光通常控製電流和溫度兩個參數, 因此電源可（kě）選用整流器, 一（yī）般應（yīng）有（yǒu）加熱和控溫係統。槽（cáo）體的大（dà）小要根（gēn）據拋光工件尺寸而定, 同時根據經驗拋光液容量一般應滿足在65 ℃—95℃ 內每4 升拋光液通過電流2 —4A。有時為了保證工件各部位拋光均勻, 需有攪拌係統,

      可以采用機械或壓縮空氣攪拌。當（dāng）工件尺寸較大（dà）, 所需拋光電流很大時, 在陰極會有大量的氫氣析出, 為（wéi）了及時排氫, 應設有通風係統。

      4 結論

      (1) 采用電化學拋光技（jì）術, 可使不鏽（xiù）鋼（gāng）設備表麵達（dá）到（dào）鏡（jìng）麵水平, 具有（yǒu）易清洗、不粘壁（bì）、不掛料等許多優點。

      (2) 采用電化學拋光處理, 可使不鏽鋼設備（bèi）表麵的（de）耐蝕性顯著提（tí）高, 而通過電化學拋光再鈍化處理技術, 可得到最高的耐蝕性能。

      (3) 在不鏽鋼（gāng）表麵（miàn）的電化（huà）學拋光加工中, 電化學拋光（guāng）溶液起主導作用, 一（yī）種（zhǒng）新（xīn）研製的電化學拋光液具有優越（yuè）的（de）綜合性能。

      (4) 對於不易或不能進行機械拋光的工件或設備, 可實施電化學拋光, 其不受工件尺寸和（hé）形狀的限製（zhì）; 由於不鏽鋼設備大小、形狀和客觀條件的限製, 可以（yǐ）采用不同的電化學拋光工藝, 己（jǐ）對不鏽鋼細長管內壁、不鏽鋼線（xiàn）材和薄板、不鏽鋼鋼（gāng）球等進行了電化學拋光處理, 獲得了高表（biǎo）麵光潔（jié）度。