电化学浸蚀

电化学浸蚀

电化学浸蚀是零件在电解质溶液中通过电解作用除去金属表面的氧化皮、废旧镀层及锈蚀产物的方法。金属制品既可以在阳极上加工，也可以在阴极上加工。对电化学浸蚀，一般认为当金属制品作为阴极时，主要借助于猛烈析出的氢气对氧化物的还原和机械剥离作用的综合结果。当金属制品作为阳极进行电化学浸蚀时，主要借助于金属的化学和电化学溶解，以及金属材料上析出的氧气泡对氧化物的机械剥离作用的综合结果。

采用电化学浸蚀时，清除锈蚀物的效果与锈蚀物的组织和种类有关。对于具有厚而平整、致密氧化皮的基体金属材料，直接进行电化学浸蚀效果不佳，最好先用硫酸溶液进行化学浸蚀，使氧化皮变疏松之后再进行电化学浸蚀。当基体金属表面的氧化皮疏松多孔时，电化学浸蚀的速度是很快的，此时可以直接进行电化学浸蚀。与化学浸蚀相比，电化学浸蚀的优点是浸蚀效率高、速度快、溶液消耗少、使用寿命长；缺点是要耗费电能，对于形状复杂的零件不易将表面锈蚀物均匀除净，设备投资较大。

电化学浸蚀中的阳极浸蚀和阴极浸蚀各有特点。在选择阳极或阴极浸蚀时，必须考虑到它们各自的特点。阳极浸蚀有可能发生基体材料的腐蚀现象，称为过浸蚀，因此对于形状复杂或尺寸要求高的零件不宜采用阳极浸蚀。而阴极浸蚀基体金属几乎不受浸蚀，零件的尺寸不会改变，但是由于阴极上有氢气析出，可能会发生渗氢现象，使基体金属出现氢脆，故高强度钢及对氢脆敏感的合金钢不宜采用阴极浸蚀，同时，浸蚀液中的金属杂质可能在基体金属材料表面上沉积出来，影响电镀镀层与基体材料间的结合力。为避免阴极浸蚀和阳极浸蚀的这些缺点，常在硫酸浸蚀液中采用联合电化学浸蚀，即先用阴极进行浸蚀将氧化皮基本除净，而后转入阳极浸蚀以清除沉积物和减少氢脆，并且通常阴极过程进行的时间要比阳极过程长一些。

黑色金属阳极浸蚀时，常用的电解液是15％～20％H2S04，有时也采用含低价铁的酸讹过的盐溶液，以加速浸蚀过程。这种溶液的成分为硫酸(H2S04)1％～2％、硫酸亚铁(FeS04)20％～30％、氯化钠(NaCl)3％～5％。阳极浸蚀通常在室温下进行，必要时可加热至50～60"C。电流密度是影响表面质量的重要因素，随着电流密度升高，浸蚀速度加快。但电流密度不可过高，否则会引起金属钝化，电能消耗也太大。通常阳极电流密度为5～10A／dm2。在电解液中加入3～5g／L的邻二甲苯硫脲，可以防止基体金属的过腐蚀。黑色金属阴极浸蚀时，可以用前述的硫酸溶液，也可用含硫酸及盐酸各约5％的混合液，再加入约2％的氯化钠。因为阴极浸蚀时，基体金属(铁)无明显的溶解过程，所以适当加入含Cl一的化合物，可促使零件表面氧化皮的疏松并加快浸蚀速度。阴极浸蚀时，在电解液中可加入乌洛托品作缓蚀剂。在浸蚀液中添加一些氢过电位较高的铅、锡等金属离子，通电以后，在去掉了氧化皮的部分铁基体上会沉积一层薄薄的铅或锡。由于氢不易在铅或锡上析出，所以铅或锡层可防止金属的过腐蚀并减少析氢，从而也可防止氢脆的发生。经阴极浸蚀后，表面覆盖的铅或锡层，可在如下碱性溶液中用阳极处理除去。

    氢氧化钠               85g／L    阳极电流密度           5～7A／dm2

磷酸钠                        30g／L     阴极                铁板

温度                          50～60℃   

阴极电化学浸蚀法，特别适用于去除热处理后的氧化皮。操作温度为60～70℃，阴极电流密度为7～10A／dm2，阳极采用硅铸铁。