不鏽鋼管電化學機械拋光技術
欄目:行業動態 發布時間:2021-05-25
目前對於大中口徑不鏽鋼管內表麵的拋光技術與方法研究較為成熟。但對與小口徑特別是內徑小於5mm的細長管道的拋光技術與工藝研究相對較少

1965年美國Monsanto公司的HerzogWalsh工程師首次提出電化學機械拋光(Electrochemical mechanical polishing, ECMP)技術的概念。該項技術最初被運用於高質量光學元器件表麵拋光上,如軍用望遠鏡、顯微鏡等。自1988年開始,不鏽鋼管將該項技術運用於不鏽鋼管的製造中,並使其在世界各地迅速發展起來。與傳統純機械或純電化學拋光方法不同的是,不鏽鋼管通過電化學拋光與機械拋光的綜合性作用,避免了機械拋光後表麵所存在顯微損傷和電化學拋光中表麵平整度與拋光一致性低等缺點。在複合拋光過程中,待拋光不鏽鋼管浸沒在電解液中並在表麵上施加一定的電壓,隨著電化學拋光的進行其表麵氧化膜增厚,加工速度較慢。然而由於旋轉的拋光盤的作用將表層氧化膜與沉澱物去除,被拋光表麵的反應產物被不斷地被剝離,新鮮電解液被補充進來,反應產物隨拋光液流動而被帶走。新裸露出的表麵又發生電化學反應,產物再被剝離下來而循環往複,在襯底、磨粒和電化學反應的聯合作用下,形成超精表麵。由於在拋光過程中,在表麵所施加的壓力較小,其切削速率較慢,因此,不鏽鋼管表麵的拋光速率主要由兩極上所施加的電壓決定。

為實現不鏽鋼管內表麵鏡麵拋光,日本產業技術總合研究所Kouichi教授等於1991年研發了如圖所示的不鏽鋼管內表麵電化學機械拋光裝置,這也是目前市場上主流的麵向中小口徑不鏽鋼管件內表麵的機械電化學拋光工藝。該裝置采用了具有特殊結構的工具電極,在彈性材料層的作用下,尼龍材料與不鏽鋼管內表麵得到充分接觸,提供了機械拋光過程中所需的擠壓力。但當管道內徑小於10mm時,電解液更新困難的問題就變得尤為明顯。在對小口徑不鏽鋼管內表麵進行電化學機械拋光過程中產生的大量氣泡與沉澱物被大量積蓄,導致拋光表麵出現麻點與電蝕等缺陷。

綜上所述,目前對於大中口徑不鏽鋼管內表麵的拋光技術與方法研究較為成熟。但對與小口徑特別是內徑小於5mm的細長管道的拋光技術與工藝研究相對較少。在分析上述表麵拋光技術優缺點並結合本實驗室條件的基礎上,本文將采用電化學拋光的方法對其小口徑管道內表麵進行拋光處理。同時針對待加工不鏽鋼管道具有長徑比大、加工過程中電解液更新困難等難點,對工具電極結構及拋光裝置進行特殊設計。