不銹鋼室溫化學(xué)拋光研究姚慶峰郭見春2，管從勝1（1.山東工業(yè)大學(xué)環(huán)境與化工學(xué)院實(shí)驗中心，山東濟(jì)南250061；2.日照五金工業(yè)集團(tuán)股份有限公司，山東日照成和工藝參數(shù)討論了拋光液各組分和拋光溫度、時間、攪拌方式及材料性質(zhì)對工藝參數(shù)的影響。通過實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，該拋光液對各種奧氏體不銹鋼的拋光處理在適宜條件下均可得到滿意的拋光效果不銹鋼制品在化學(xué)工業(yè)、紡織工業(yè)、儀表、食品切割和焊接等加工過程中進(jìn)一步產(chǎn)生新的黑色氧化機(jī)槭醫(yī)療機(jī)械和廚房炊具等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。但皮，從而影響產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，不銹鋼制品的表面是，不銹鋼材料表面往往有一層灰色氧化皮，而且在處理尤重要不銹鋼制品的表面處理方法主要有機(jī)室溫械拋光、電化學(xué)拋光和化學(xué)拋光三種方法不銹鋼化0學(xué)拋光處理不僅工藝簡單和成本低，而且可以獲得光亮如鏡的表面詳細(xì)研究了小型不銹鋼制品的中溫（65-80化學(xué)拋光工藝，取得了滿意效果并得到了廣泛應(yīng)用，該拋光工藝簡單，拋光速度快，拋光時間一般不超過10min，否則會產(chǎn)生局部腐蝕，但是該工藝對于大型不銹鋼制品（如熱交換器、壓力鍋和結(jié)晶器等）的內(nèi)壁拋光處理不適用，原因是：1）拋光液的注入時間和排出時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于拋光時間，而且不同高度的拋光面因與拋光液的接觸時間不同，拋光深度不同，致使拋光表面不均勻；2）添加劑用量大，拋光生產(chǎn)成本偏高介紹了不銹鋼室溫拋光的專利配方，通過實(shí)驗發(fā)現(xiàn)拋光成本高，而且對于大型制品的拋光效果不理想為此，）化學(xué)拋光液的配方和各種工藝參數(shù)，探討了拋光液組成及工藝參數(shù)對拋光質(zhì)量的影響。在理論研究的基礎(chǔ)上對大型不銹鋼凍干機(jī)內(nèi)壁進(jìn)行拋光處理取得了較理想的效果1.2化學(xué)拋光工藝不銹鋼制品―手工去除焊瘤、毛刺和焊渣等手工去油-化學(xué)去油-水洗-化學(xué)拋光―水洗（對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工件或死角應(yīng)用流水沖洗卜中和h水洗干燥―產(chǎn)品檢驗2實(shí)驗結(jié)果和討論化學(xué)拋光是通過化學(xué)反應(yīng)溶解金屬或合金表面層氧化皮，乃至金屬基體而獲得的。均勻溶解達(dá)不到拋光的目的，只能通過添加劑控制表面微觀凸起部分的溶解速度大于微觀凹洼處的溶解速度，才可使表面平整光亮本文仍采用HCl-HN3-HP4三酸拋光體系，對各種奧氏體不銹鋼材料進(jìn)行拋光處理，取得了滿意的拋光效果實(shí)驗發(fā)現(xiàn)不銹鋼的表面結(jié)構(gòu)、形貌、粗糙度槽液成分、拋光液溫度、槽液的紊流情況以及拋光表面積與拋光液體積之比對拋光質(zhì)量有很大影晌下面討論影響拋光質(zhì)量的各種因素：1實(shí)驗方法1-1化學(xué)處理液1.1.1除油液組成2.1除油80°C的拋光溫度，并在拋光液中加入了一定的乳化劑，采用一般堿性化學(xué)除油即可實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，在不銹鋼室溫拋光處理時，采用普通的堿性化學(xué)除油配方和工藝，除油不徹底，被拋光面產(chǎn)生花斑甚至發(fā)生嚴(yán)重局部腐蝕，達(dá)不到拋光效果因此，在拋光前最好增加一道有機(jī)除油工序，（工業(yè)級）2~3mL/L對于油垢嚴(yán)重的部位應(yīng)采用手工除池t除盡為止復(fù)合緩蝕劑1-光亮劑水溶性聚合物0t 1.3中和液磷酸是中等強(qiáng)度的無機(jī)酸，在拋光過程中溶解能力不強(qiáng)，它的主要作用是在不銹鋼表面上生成一層不溶性的磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜，從而有效的抑制不銹鋼的過度溶解由于室溫拋光為慢速拋光，當(dāng)磷酸的含量超過150mL/L時，拋光時間再長也很難達(dá)到拋光效果。控制磷酸的含量為25~ 50mL/L，可以獲得理想的拋光效果硝酸是具有強(qiáng)氧化性的無機(jī)酸，主要起氧化作用，若不加硝酸，被拋光面總是溶解而粗糙發(fā)灰，拋光面上產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕坑，特別是材料存在雜質(zhì)缺陷時尤為突出當(dāng)硝酸含量大于50mL/L時，對拋光nNfOH“工業(yè)級hbliSh面起了鈍化作%拋光速度太慢，很難達(dá)到拋光效果。實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，控制硝酸的含量為15-以獲得理想的拋光效果2.2.3鹽酸鹽酸是非氧化性無機(jī)酸，主要起溶解作用，實(shí)驗發(fā)現(xiàn)當(dāng)鹽酸濃度低于80mL/L時，拋光液的化學(xué)溶解作用太小，達(dá)不到滿意的效果當(dāng)濃度高于250mL/L時，溶解速度快而產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象，焊縫和有軋制缺陷處尤為明顯，拋光效果差。因此，控制鹽酸的含量為120~180mL/L可以達(dá)到理想的拋光效果2.3焊縫預(yù)處理在不銹鋼材料焊接過程中，焊縫部位往往產(chǎn)生一層含碳氧化皮和焊渣，對拋光質(zhì)量影響很大，因此在拋光前必須徹底清除，否則達(dá)不到預(yù)期的拋光效果。

　　2.4拋光液溫度由于拋光過程中的溶解反應(yīng)為放熱反應(yīng)，當(dāng)拋光面過大時，反應(yīng)放熱過快，拋光液溫度升高，進(jìn)一步加快了拋光反應(yīng)，致使反應(yīng)難以控制實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)被拋光表面積S（dm2）與拋光液體積V（dm3）之比S/V> 1.5時，應(yīng)加冷卻系統(tǒng)，當(dāng)S/V=0.5-1.5時，應(yīng)根據(jù)拋光過程中的環(huán)境溫度決定是否采用冷卻系統(tǒng)為了便于操作，可以通過調(diào)整拋光液組成，采用室溫拋光（15-）處理2.5拋光時間拋光時間與拋光液組成拋光溫度及被拋光材料性質(zhì)等有關(guān)，當(dāng)拋光液組成和被拋光材料等一定時，拋光溫度愈高，拋光時間愈短，一般控制拋光時間為12~48h為宜當(dāng)材料存在雜質(zhì)和軋制缺陷時，應(yīng)從綜合拋光效果考慮控制拋光時間2.6添加劑添加劑的種類和濃度對拋光質(zhì)量起著決定性的作甩在化學(xué)拋光液中的添加劑包括粘度調(diào)節(jié)劑、緩蝕劑和光亮劑等多種有機(jī)和無機(jī)化合物粘度調(diào)節(jié)劑采用纖維素醚和聚乙二醇的混合物，其添加量為2（-40g/L光亮劑采用氯烷基吡啶鹵素化合物和磺基水楊酸等，其添加量為3-5g/L緩蝕劑采用若丁和有機(jī)胺等，添加量視拋光液溫度和不銹鋼材料性能而定，一般控制在1~5g/L為宜2.7攪拌方式對拋光質(zhì)量的影響實(shí)驗發(fā)現(xiàn)為了在1定的時間內(nèi)獲得均勻理想的U拋光效果，必須定期攪拌拋光液，攪拌方式視被拋光制品的結(jié)構(gòu)而定，通常采用強(qiáng)制流動或機(jī)械攪拌方式對于結(jié)構(gòu)簡單制品（如圓筒型）的內(nèi)表面拋光可采用噴淋方式拋光，這樣可以減少拋光液的用量2.8中和對拋光質(zhì)量的影響對于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的不銹鋼制品，對于死角部位應(yīng)用清水沖洗后，再中和，否則會在拋光面上產(chǎn)生氫氧化物或碳酸鹽沉淀，不易清洗中和不徹底會在拋光面上產(chǎn)生返銹現(xiàn)象，因此，應(yīng)采用浸泡中和工藝2.9拋光液的維護(hù)隨著拋光的進(jìn)行，三種酸及各種添加劑不斷消耗，拋光液組成發(fā)生變化，為了維護(hù)拋光以一定的速度進(jìn)行，必須及時添加三種酸，添加比例為：HCl（36. 1，各種添加劑的添加比例視具體情況而定，以控制適當(dāng)比例達(dá)到最佳拋光效果為標(biāo)準(zhǔn)但是拋光液經(jīng)長時間使用后，如果添加各種成分仍不能達(dá)到拋光效果，此時應(yīng)廢棄重配2.10材料性質(zhì)中高溫化學(xué)拋光中，由于拋光時間短，材料本身的雜質(zhì)缺陷和軋制缺陷等的影響不明顯。但是在室溫拋光過程中由于拋光時間長，在雜質(zhì)集中部位易存在微電池而產(chǎn)生選擇性腐蝕，軋制缺陷如裂紋處，也由于氫離子濃度降低過快，而產(chǎn)生不均勻的溶解，使裂紋加深〔4〕很難達(dá)到拋光效果。因此，在對大型不銹鋼制品進(jìn)行室溫化學(xué)拋光時，首先對所用材料進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗，視材料具體性質(zhì)確定拋光液組成和工藝參數(shù)通過對奧氏體和鐵素體不銹鋼的對比拋光實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，該拋光液對鐵素體不銹鋼不適用，明顯產(chǎn)生孔蝕等局部腐蝕現(xiàn)象實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，可以通過適當(dāng)調(diào)整拋光液的組成，以及各組成的比例關(guān)系，用于各種奧氏體不銹鋼的化學(xué)拋光處理。

　　3結(jié)論給出了不銹鋼室溫化學(xué)拋光液的組成和拋光工藝參數(shù)；化學(xué)拋光液中的各組成對拋光質(zhì)量影響很大；對于大型制品的整體拋光處理，應(yīng)對制品中采用的各種i銹鋼材斗進(jìn)行實(shí)驗，然定具體拋光工藝參數(shù)；通過調(diào)整拋光液的組成，可用于各種奧氏體不銹鋼的化學(xué)拋光處理