电解质等离子抛光在灭弧室上应用的研究

电解质等离子抛光在灭弧室上应用的研究

何争龙程云苏永宁颜廷波

陕西宝光真空电器股份有限公司陕西宝鸡721006

摘要：电解质等离子抛光是一种新的抛光工艺，本文通过介绍了等离子抛光的原理，使用灭弧室用不锈钢及铜零件进行了等离子抛光试验分析研究，经过等离子抛光加工的零件，满足了对于高端灭弧室外观光亮度的要求，同时，铜零件抛光后表面毛刺的去除光滑度的提高，有利于产品绝缘水平的提高。

关键词：电解质等离子抛光；粗糙度；抛光工艺；光亮度

0引言

高端真空灭弧室对于产品的外观质量提出了一定的要求，不仅要求外露金属零件表面无磕碰划伤，还要求产品的外观光亮度好。

电解质等离子抛光是一种针对金属工件的全新绿色抛光方法，既可以高效地抛光形状复杂的工件，抛光过程中也不会产生难于处理的废液，可以取代机械抛光、化学抛光和电解抛光等传统的抛光方法，解决机械抛光难于处理形状复杂的工件的问题和化学抛光、电解抛光常常要面对的废液处理困难的问题，应用前景广泛。

1电解质等离子抛光的原理

将被抛光的金属工件作为阳极沉入低浓度的中性盐配制的抛光液中，抛光液及抛光槽与阴极相连，在工件进入抛光液的过程中，抛光液电解产生的气体和工件与抛光液接触位置的瞬时短路所蒸发的水蒸汽会形成一个包围工件的气层，将工件与抛光液完全隔开，由于微观凸起的位置电场强度大，气层在直流电压的作用下进入等离子态后，会优先在微观凸起的位置形成放电通道，将这些位置的材料去除，从而实现对工件的抛光。

2首次零件等离子抛光试验过程及分析

通过对灭弧室用不锈钢盖板零件进行电抛光试验，试验过程如下：

2.1.等离子抛光工艺

抛光槽溶液：添加抛光盐15-20kg，浓度约5%，温度90℃。

抛光后的盖板零件表面存在红褐色斑，部分发黄，存在电接触烧蚀点，但整体光亮度好。

2.2.存在问题及分析

（1）、所有盖板表面均出现大小不一的红褐色斑，分析为溶液长时间未更换槽体内残留大量的铜离子及其他污物，在高温下铜离子的附着。盖板表面发黄，分析应为高温氧化。

（2）、挂具与零件接触的地方存在电烧蚀黑点或者发黄，为挂具与零件的接触面积过小有关或电压过高。

2.3.抛光后零件酸洗后的表面状况

盖板表面红褐色斑及发黄部分，挂具电烧蚀部分，酸洗后表面仍残留黄色及白色印记。

抛光时间2min的正常工艺酸洗后，盖板光亮度下降，不能满足外观光亮度要求，抛光时间4min以上的光亮度良好。

2.4.抛光后及酸洗后粗糙度的测量对比

抛光后盖板表面粗糙度与酸洗后盖板表面粗糙度相比，基本无变化。4min以上粗糙度均优于0.3μm，差别不大。

盖板表面粗糙度随着抛光时间的延长而下降，抛光时间越长，表面光亮度越好，抛光时间8～10min以后，不锈钢零件表面出现镜面效果。

2.5.焊接试验

为了验证抛光后零件是否会影响灭弧室的焊接，进行了零件焊接试验。

结果发现，盖板表面红褐色斑及发黄部分经过酸洗后残留的印迹，焊料在此位置发生起皱现象，对焊料侵润性有一定的影响；盖板外表面电烧蚀点酸洗后残留的印迹，对焊料侵润无影响，除过有印迹的部位，其它部位焊料流散良好，因此，抛光后的零件可以用于灭弧室的焊接，但需保证抛光后零件表面的洁净度，无残留、无印迹。

3改进后零件等离子抛光试验过程及分析

3.1.对抛光槽内溶液进行全面清理，重新投放抛光盐20kg，浓度约5%，温度90℃，抛光工艺：

3.2.挂具的接触点位置试验

挂具与零件的接触位置，试验了三种方案，分别为：盖板外圆表面、盖板内侧圆周、盖板内孔，均出现电接触烧蚀点，甚至挂具以盖板内孔接触的，烧蚀严重，出现了豁口。

最终试验结果，以不影响盖板的焊接性能及外观质量为原则，避开焊接部位，最终确定在盖板内侧圆周处，试验效果良好，电接触点不明显。

3.3试验结果分析：

（1）、将抛光槽内溶液重新清理添加后，抛光盖板表面色斑消除，

洁净度、光亮度较好，因此，在铜零件与不锈钢零件交替抛光时，应重新清理更换抛光槽溶液。

（2）、调整电压，将电压适当降低，减小电接触烧蚀点。

（3）、制作专业挂具，增加挂具与零件的接触点数量及接触面积，增加导流能力，解决零件与挂具接触的电烧蚀点。

4等离子抛光在灭弧室上使用的效果

不锈钢盖板光亮度好铜零件表面光滑，无毛刺、无尖端

5结论

电解质等离子抛光作为一种新型的抛光工艺，使用低浓度的中性盐作为抛光溶液，其抛光受工件形状限制很小，环境友好，抛光效率高，抛光精度、一致性好，可以实现真空灭弧室对外观要求较高的金属零件的抛光，亦可用于对灭弧室内部零件毛刺、尖角的抛光改善绝缘性能，完全可以推广应用于真空灭弧室的加工、制造。

参考文献

[1]王季，索来春，关丽丽，付宜利.电解质等离子抛光表面粗糙度随时间变化规律[A].哈尔滨工业大学学报，2013，34(2):227-231.

[2]金属表面电解质等离子抛光及其工艺的研究[D].哈尔滨工业大学，2013(16-17，101-102)

[3]翁慧燕，李振华．抛光的几种工艺对比［J］．机械工程师，2010，6:28-29．