不锈钢电解等离子抛光（电液抛光）是基于被处理金属表面发生的物理现象对不锈钢表面进行处理的一种工艺，被处理金属浸入电解液中，在数百伏直流电压的作用下，在被处理表面上形成蒸气等离子壳，即由于电解液局部沸腾而形成的电离蒸气和气体薄膜。
不锈钢电解等离子抛光工艺最近才开始在工业领域应用，但却越来越受到成品制造商和客户的欢迎。
电解液等离子抛光技术被认为是环保的。它是传统电化学抛光工艺的替代方案。电解液中不含酸或有毒物质，而是使用含有各种无机盐的环保低浓度水溶液。不锈钢合金处理表面的光泽度取决于电解液的浓度以及电压。
一方面，客户对不锈钢产品表面处理质量的要求日益提高；另一方面，环境和卫生要求也日益严格，迫使制造商关闭老旧的生产设施，并投资于新的现代化表面处理方法。与传统的电化学工艺相比，这是一种在质量和数量上都截然不同的工艺。
电解等离子抛光工艺的本质
乍一看，等离子抛光方案可能与传统的电解抛光类似。然而，它们之间存在一些显著差异。待加工的金属部件浸入电解液中并进行阳极极化，即连接到电流源的正极。对电极连接到电源的负极。主要区别在于电压值和电解液的化学成分。电解抛光中使用的高浓度酸性混合物被低浓度的化学中性盐水溶液取代。由于高电压，在电极之间会在整个加工表面上形成一层薄薄的气膜。该气膜由蒸发的水和气体（氧气）形成，不产生电流，并将金属表面与电解液隔开。因此，电流被中断，电路断开。但是，如果电极之间的电压足够高（几百伏），气膜会由于薄膜的高电场而被电离。因此，电流会以辉光放电的形式流过该气膜。金属表面受到辉光放电柱的影响。由于金属表面与电解液壁之间的距离在此处最小，放电柱始终指向表面轮廓的峰值。因此，表面峰值会快速消失。当材料上的一个表面峰值消失后，放电柱会移动到另一个表面峰值，此处蒸汽-气膜厚度较小。因此，表面变得更加光滑。采用正确的电解液化学成分和相应的工艺参数，处理后的表面会变得光亮。
不锈钢电解等离子抛光的优点
该技术的优势之一是能够加工形状复杂且不规则的金属部件。同时，它不会像电化学抛光那样产生屏蔽效应，整个金属表面（包括通孔）都能得到均匀处理。等离子抛光工艺的另一个优势是其电解质成分无害。电解质采用各种无机盐的环保溶液。将颗粒溶解在水中即可制备浓度为 4-6% 的水溶液，且无需额外的质量要求。
创新的等离子抛光工艺是表面抛光、去毛刺和清洁等领域的解决方案，具有以下诸多优势：
- 平滑微粗糙度（<0.01µm）；
- 最少的材料去除；
- 可处理任何轮廓；
- 成就前所未有的光彩；
- 无需对工件进行预处理或清洁；
- 环保电解质由 98% 的 H2O 组成；
- 不使用对环境有害的物质或高浓度酸；
- 处理后的表面比原始状态更耐腐蚀；
- 表面热应力和机械应力最低（t < 100°C）；
- 等离子抛光表面不会产生细胞毒性作用。
影响不锈钢处理表面光泽度的参数
有几个基本工艺参数会影响工艺特性以及处理后表面的性能。可以独立改变的工艺参数包括：电压、处理时间、温度和电解液浓度。所有这些参数决定了电流密度的值，而电流密度是该工艺的主要可靠参数。该工艺中的材料去除率主要取决于电流密度的值，因此工艺参数也会间接影响处理后表面的性能。
电压
工作电压是决定抛光表面质量的最重要参数。实验已证实，每种金属都存在一个最低阈值电压，在此电压下可以获得足够高的表面处理质量，但低于此电压时，表面性能会开始下降。在加工不锈钢时，可以将电压降至 230 V，而不会影响处理质量。
将电压升高到350 V以上是不可取的。在这个值下，已经有可能进入电流体动力学模式区域，此时等离子气体层会破裂，电解等离子体处理变得不可能。
温度
近电极区域的温度条件和电解液在不锈钢及合金的抛光过程中起着至关重要的作用。只有在特定的电解液温度范围内才能获得较高的表面质量。微起伏与溶液加热之间的关系可以通过电导率、表面张力、润湿角和粘度等液体性质随温度的变化来解释，这些性质会影响等离子气相层的稳定性，而等离子气相层是去除不锈钢表面微起伏的关键机制。
只有在充分加热的电解液中，才能实现足够高质量的不锈钢表面处理。电解液温度低于70℃会导致表面质量明显下降。例如，抛光低碳不锈钢时，表面可能会出现暗点和细小条纹。此外，在某些情况下，当电解液温度降至40℃时，样品不会被抛光，而是会被加热。
电解液温度过高（超过90℃）可能会导致所得表面质量下降。此外，一些含有铵盐、氯酸等物质的电解液在加热到85℃以上时会分解，形成挥发性产物，需要经常调整溶液。
处理时间
抛光质量与其持续时间成正比。随着加工时间的增加，表面粗糙度降低，反射率增加，这是一个良好的结果。然而，如果将抛光时间从 120 秒进一步延长至 240 秒，表面粗糙度的下降幅度并不显著，反射系数的增幅也较小。这并不能显著提高抛光质量，也无法证明额外的能源成本是合理的。粗糙度在最初的 90-120 秒内快速下降的原因是，在最大的凸起和凹陷处，微观浮雕被主动局部平滑，而实际表面的面积则减小了一个数量级。进一步延长加工时间不会导致表面粗糙度发生如此显著的变化，也不会导致主动金属去除，而只会使表面呈现镜面光泽。
通过选择合适的电解液成分，可在90-120秒内达到非常高的抛光质量。不锈钢的最终表面处理可在采用特殊电解液的槽中进行，以达到良好的光滑度并使用较低的电流密度。
产品的形状和几何尺寸
不锈钢电解等离子抛光的技术、经济和质量指标受加工表面尺寸和形状的影响。零件的几何特征主要影响诸如能源成本、产品在电解液中的浸入速度以及产品的加热温度等工艺参数。
决定不锈钢抛光质量的关键因素包括产品的外部尺寸，这是一个限制条件。工件的尺寸必须使得当完全浸入电解液时，产品不会接触工作槽的壁和底部。其表面积必须比槽的表面小几倍。最大的可能抛光面积由工作槽的容积和变压器的电功率决定。大尺寸产品可以通过浸入至一半然后翻转和重新加工来处理，并且通过额外的短期处理去除浸入极限处残留的小棕色涂层。产品的形状和厚度在很大程度上决定了加工的热学和流体动力学性质。对于工艺过程的正常流动，产品壁厚不应超过几毫米，并且产品的形状应平坦。深孔内部（深度超过孔径时）会形成滞流区，导致孔壁无法抛光，因此在精加工前必须用塞子封闭孔洞，否则会导致工件周围电解液流体动力流动的不稳定。深孔、凹槽、空腔和最大至10毫米的裂纹，以及相互之间距离小于100毫米的小部件的悬挂，都会导致电流消耗急剧增加，并干扰抛光工艺。
电解等离子抛光和电化学抛光有什么区别？
等离子抛光工艺在机械设计上与电解抛光类似。待抛光部件通过电接触作为阳极，且在两种情况下均浸入电解槽中。
与电解抛光工艺相比，主要有三个区别：
- 首先，电解槽的电压必须高于200伏才能在水下激发等离子体。由此产生的表面电流密度与电解抛光相当。然而，以1微米/分钟的速率进行等离子抛光，其典型的材料去除率比电解抛光低10到30倍。
- 第二个重要的区别是电解质的成分，等离子抛光过程只需要在水中溶解少量的盐。
- 第三个区别是，人们发现了无毒的盐组合能够产生稳定的等离子体并实现特殊的抛光效果。由于等离子抛光仅使用环保化学品，因此与传统抛光方法相比，它避免了危险工作条件带来的相关问题。此外，由于使用低浓度的无毒化学品，等离子抛光也更加环保。任何针对特定材料的附加电解液的开发，都会充分考虑其对环境的影响、可能造成的材料污染及其处置方式。
与其他加工方式相比，不锈钢电解等离子抛光的环保性
在不锈钢产品的生产过程中，水在洗涤、清洁、漂洗等多个阶段都会用到。各种化学成分的水溶液用于各种化学和电化学过程，例如消化、电镀、电化学抛光等。因此，会产生大量的工业废料，必须妥善处理以防止环境污染。这是生产过程中非常重要的一个阶段，因为这些废料可能含有病原体、重金属和有毒残留物，即使浓度很低，也会对环境造成重大影响。
在化学和电化学抛光工艺中，第一种方法使用多组分、高浓度的酸和盐溶液作为电解液，第二种方法则使用多种类型的酸。使用酸作为电解液的主要成分需要采用特殊的废弃物处理方法，因为酸具有高腐蚀性，对环境有害，并且在常规处理过程中会损坏污水处理系统。目前有许多专门设计的用于处理此类废弃物的工艺，这些工艺需要大量的能源、用于清洁循环和化学品储存的空间以及清洁时间。这会导致生产成本效益降低，最终可能导致此类处理工艺被淘汰。
与高浓度的酸和盐溶液不同，不锈钢电解等离子抛光中使用的电解液是低浓度盐溶液（浓度高达 10%），其中含有各种杂质，杂质含量不超过 1-3%。这意味着，不当处置这些废物虽然会对环境构成威胁，但不会对污水基础设施造成破坏。同样值得注意的是，电解液中使用的盐，例如硫酸铵和氯化铵，是肥料和食品添加剂，使用对人体是安全的。这意味着，在从电解等离子处理过程中形成的污染物中清除电解液后，这些盐的水溶液不会像酸性溶液那样对环境构成同等程度的威胁。
与其他不锈钢精加工方法相比，电等离子抛光是一种环保方法。虽然需要能源和专门的废物处理设施，但未经处理的废物对环境的负面影响较小。
