不銹鋼管電化學(xué)拋光后的零件表面上總會(huì)存在一些殘余微觀不平度，從材料本身角度出發(fā)考慮可以認(rèn)為是由于材料自身非均質(zhì)所導(dǎo)致的，也就是說材料各處的電化學(xué)當(dāng)量并不完全相同。金屬類材料一般都為多晶體材料，這就導(dǎo)致在相同的電化學(xué)環(huán)境下各晶粒的溶解速度不同，使被加工表面上形成粗糙度。同時(shí)，陽極溶解后的表面質(zhì)量與加工過程中所處的極化狀態(tài)也有著很大的關(guān)系。在不同的極化階段，陽極表面的材料溶解機(jī)理并不相同，這里對(duì)極化曲線上不同區(qū)域的表面質(zhì)量做一些簡(jiǎn)單介紹。

一、侵蝕

    當(dāng)加工過程中處于活化溶解狀態(tài)時(shí)，如圖中各曲線的AB段區(qū)域，陽極表面的材料去除方式主要以侵蝕為主。侵蝕后的表面暗淡無光，在金相顯微鏡下可以看到明顯的晶粒等金相組織。在此我們假設(shè)材料表面絕對(duì)光滑時(shí)，由于金屬表面晶粒的品格方位不同，原子距離遠(yuǎn)的溶解速度相對(duì)較快，首先被溶解。直至各晶粒所裸露出都是原子排列距離相近的晶面時(shí)，各晶粒將保持當(dāng)前輪廓形狀溶解下去，最終出現(xiàn)凹凸不平的表面輪廓。當(dāng)材料由多種晶粒組成時(shí)，則由于其各自電極電位不同，溶解速度相差會(huì)更大，在加工表面會(huì)出現(xiàn)明顯的凹凸點(diǎn)。

二、拋光

    在金屬表面以拋光形式被去除，加工后材料表面光潔度好，并有光澤。這時(shí)金屬的溶解方式與侵蝕完全不同，各金屬原子沿著垂直于表面方向隨機(jī)的、均勻的溶解下去，不受晶向、電極電位差別的影響。這主要是由于加工過程中材料表面產(chǎn)生的氧化膜所導(dǎo)致的，這與上一小節(jié)中的黏膜理論相同。氧化膜薄而致密，但存在“空穴”，允許離子通過，因此陽極材料能溶解下來。這種氧化膜本身是可溶的，在一定條件下，它的溶解速度和形成速度相等，維持著動(dòng)態(tài)平衡，保持氧化膜厚度的穩(wěn)定。膜上的空穴是隨機(jī)分布的，但在宏觀上又保持著平均分布，只有空穴下的金屬才會(huì)被溶解。因此，材料溶解不會(huì)受到材料自身晶粒位向、材料成分、電極電位的影響，產(chǎn)生拋光作用。

三、斑點(diǎn)腐蝕

    在圖中的極化曲線段，陽極發(fā)生超鈍化溶解，氧化膜被擊穿，使陽極表面覆膜不再均勻與連續(xù)，陽極表面出現(xiàn)斑點(diǎn)性腐蝕，表面光潔度降低。這與前文中對(duì)表面出現(xiàn)超鈍化的原因一樣，由于氧氣的作用，對(duì)陽極表面的覆膜產(chǎn)生沖擊與攪拌，導(dǎo)致覆膜破裂，電流效率提高，金屬陽極迅速溶解，使表面出現(xiàn)大面積凹坑。隨著電流密度的迅速增大，氧氣析出量減小，這種斑點(diǎn)腐蝕效應(yīng)將相應(yīng)的減小或者消失，表面質(zhì)量得到改善。綜上，由于電化學(xué)拋光為低電流密度加工，希望在最小的材料去除作用下獲得最好的表面光潔度。在圖中的極化曲線段區(qū)間內(nèi)的材料溶解方式具有各向同性，受外界影響弱，加工表面質(zhì)量高等特點(diǎn)，本文的管道內(nèi)表面拋光的電壓將盡量控制在該區(qū)間范圍內(nèi)。

四、電化學(xué)拋光工藝特點(diǎn)

    電解拋光的主要工藝特點(diǎn)是：拋光后金屬表面不會(huì)存在熱變質(zhì)層，無附加外應(yīng)力；對(duì)材料硬度無要求，可實(shí)現(xiàn)以柔克剛的效果；對(duì)零件形狀要求低，可實(shí)現(xiàn)對(duì)薄壁、形狀復(fù)雜、細(xì)小的零件的表面拋光；加工效率高，拋光時(shí)間短，表面加工量小；拋光后表面質(zhì)量較高，一般可將表面光潔度提高兩級(jí)。電化學(xué)拋光與其它常見表面拋光工藝的工藝特點(diǎn)如表。從表中可以看出電化學(xué)拋光的綜合評(píng)分最高，是其中較為優(yōu)越的表面拋光手段。以最常規(guī)的機(jī)械拋光為參照，電化學(xué)拋光有如下優(yōu)點(diǎn)：

   1. 采用電化學(xué)溶解，加工過程溫和，被拋光后表面光滑可達(dá)到鏡面級(jí)，與包含著切削、塑性變形等劇烈過程的拋光手段相比，這種差別當(dāng)然會(huì)影響拋光金屬表面的各種性質(zhì)。

   2. 電化學(xué)拋光對(duì)形狀要求較低，可實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件、線材、薄壁板材及微小的零件進(jìn)行鏡面級(jí)拋光處理。在加工過程中，電化學(xué)拋光的工藝及設(shè)備要求要比機(jī)械拋光要低得多。但電化學(xué)拋光過程中存在尖端效應(yīng)，這就導(dǎo)致待拋光零件邊緣棱角處會(huì)被優(yōu)先溶解，無法對(duì)尖角進(jìn)行拋光處理。

   3. 電化學(xué)拋光的拋光效率要比機(jī)械拋光高的多，而且可以多件同時(shí)進(jìn)行拋光加工。同時(shí)，電化學(xué)拋光具有加工過程重復(fù)性好，操作方法簡(jiǎn)單，對(duì)操作熟練度依存性弱等特點(diǎn)。不僅如此，在加工過程中，無噪音、無粉塵，但電化學(xué)拋光液的成分大多有腐蝕性，有些還有毒性及揮發(fā)性，廢液處理困難，不利于環(huán)保。