电解抛光是一种精密的电化学表面精整工艺,通过选择性地溶解材料表层以消除微观凸峰与谷地,从而获得平滑且镜面般的光洁度。对于钛合金而言,电解抛光后可实现的典型Ra(算术平均粗糙度)一般在0.1至0.4微米(µm)或4至16微英寸(µin)范围内。然而,要达到该范围的低端值,极度依赖于工件的初始表面状态以及对电解抛光工艺参数的精确控制。
初始表面粗糙度是最关键的因素。电解抛光是一种精整工艺,而非修复工艺;它通常能改善约50%的表面粗糙度。因此,若零件的“加工态”表面为Ra 0.8 µm,经电解抛光后可改善至约Ra 0.4 µm;而若预先通过磨削或精铣达到Ra 0.4 µm,则抛光后可实现卓越的Ra 0.1-0.2 µm。这也是为什么电解抛光常作为我们钛合金CNC加工服务中精密零件的最后一道工序。
钛由于其钝化氧化层及特殊电化学特性,相较不锈钢更难以电解抛光。该工艺需使用专用(往往为专利配方)的电解液,并严格控制温度、电流密度及浸泡时间等参数。任何偏差都可能导致表面出现针孔、“橘皮”纹理或不均匀蚀刻,从而影响最终Ra值。因此,供应商在精密零件电解抛光方面的经验与工艺掌控力极为关键。
虽然Ra是核心指标,但在医疗器械与航空航天等关键行业中,电解抛光的价值远不止表面光洁度:
去毛刺与圆角形成: 电解抛光能有效去除微观毛刺与锐边,形成细微圆角,从而减少应力集中并提升疲劳寿命。
抑菌特性: 超光滑、无孔隙的表面大幅降低细菌附着几率,非常适用于手术器械及植入物。
增强耐腐蚀性: 该工艺在清洁表面的同时强化钝化层,进一步提升钛的防腐性能。
电解抛光与机械抛光有本质区别。虽然手工抛光可获得相似甚至更低的Ra值,但容易造成表面“涂抹”、夹杂污染物,并留下方向性纹理,成为潜在的应力集中源。电解抛光则可在复杂几何面(包括内部通道)上生成各向同性的均匀表面,无死角覆盖。若追求高性能、生物相容性的表面以配合我们的精密加工服务,电解抛光往往是更优的技术选择。
在实际生产中,经过适当预处理的钛制零件若采用高质量电解抛光工艺,通常可稳定实现Ra 0.2 - 0.3 µm(8 - 12 µin)的表面粗糙度。若要求低于Ra 0.1 µm,则需极高的初始表面质量,并应与表面处理供应商充分沟通可行性与成本控制。