不銹鋼化學(xué)拋光溶液組成及中低溫工藝條件見表3-1。
配方 1
本配方中不使用硝酸，而只使用硝酸鈉60g/L,代替硝酸，從而消除傳統(tǒng)的三酸拋光液，消除對(duì)環(huán)境和人體健康的危害。該配方具有拋光效果好、出光速率較快、無黃煙等優(yōu)點(diǎn)?；瘜W(xué)拋光的工藝流程是：脫脂（脫脂液為常規(guī)堿性除油液，常溫下除油15min)→水洗→化學(xué)拋光→水洗→中和（5%碳酸鈉溶液）→水洗→干燥（或民度甘他工作）。
1. 磷酸
磷酸在化學(xué)拋光過程中既能起溶解作用，又在不銹鋼表面生成一層不溶性磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜，可以有效地抑制不銹鋼的過度溶解，當(dāng)磷酸超過150ml/L時(shí)，會(huì)增大不銹鋼表面的磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜的厚度，抑制溶解反應(yīng)的進(jìn)行，不能達(dá)到拋光效果。當(dāng)磷酸濃度低于90mL/L時(shí)，不銹鋼表面磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜不連續(xù)，不能抑制不銹鋼表面在鹽酸和硝酸的作用下發(fā)生過腐蝕。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，磷酸在120mL/L時(shí)的拋光質(zhì)量最優(yōu)，表面接近鏡面光亮，能看清人的五官。
2. 硝酸鈉
取代了原來使用的硝酸，避免添加過程中產(chǎn)生黃煙，還可有效地除去不銹鋼表面上的氧化層。硝酸鈉低于40g/L時(shí)，氧化層難以除去，表面含有蝕坑和麻點(diǎn)出現(xiàn)。當(dāng)硝酸鈉超過80g/L時(shí)，對(duì)不銹鋼表面會(huì)產(chǎn)生鈍化作用，使溶解速率降低，會(huì)產(chǎn)生黃煙，表面光亮度下降。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，硝酸鈉為60g/L時(shí)，拋光質(zhì)量最好。
3. 鹽酸
用于除去不銹鋼表面上的氧化層。當(dāng)鹽酸低于40mL/L時(shí)，氧化層去除不完全，拋光效果不理想；當(dāng)鹽酸超過80mL/L時(shí)，不銹鋼表面會(huì)產(chǎn)生過腐蝕，拋光性能降低，且酸霧揮發(fā)嚴(yán)重。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)鹽酸為60mL/L時(shí)，拋光質(zhì)量最佳，表面接近鏡面光亮，反射能看清人的五官。
4. 添加劑
在拋光過程中起著十分重要的作用，對(duì)拋光速率和拋光效果有很大的影響。添加劑由烏洛托品、聚乙二醇、二甲基硅油、十二烷基二苯醚二磺酸鈉按1:3:1:1的質(zhì)量比復(fù)配而成。配制方法是：首先選取50g烏洛托品溶于1L水中，然后按質(zhì)量比依次添加其他三種藥品，烏洛托品起緩蝕作用，防止拋光過程中產(chǎn)生過腐蝕；聚乙二醇是大分子有機(jī)物（M6000),起到黏度調(diào)節(jié)和抑制酸霧作用；二甲基硅油起消泡作用；十二烷基二苯醚二磺酸鈉在不銹鋼表面形成吸附層，起到增光作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，復(fù)合型添加劑控制方便，添加簡單，有效提高拋光效果，添加量以15mL/L為宜。
5. 溫度
當(dāng)80℃時(shí)，拋光速率快，但易產(chǎn)生過腐蝕，拋光液使用壽命較短。當(dāng)?shù)陀?0℃時(shí)，拋光速率慢，表面呈霧狀，拋光效果較差。以60℃時(shí)的拋光效果最好，接近鏡面光亮，可照見人影。
6. 時(shí)間
拋光時(shí)間過長，生產(chǎn)效率低，腐蝕量大，拋光液消耗量增加。拋光時(shí)間應(yīng)控制在3~5min為宜。如果在最佳溫度和在此時(shí)間內(nèi)得不到最佳拋光效果，表明溶液成分有變化，應(yīng)作適應(yīng)調(diào)整，或化學(xué)分析后調(diào)整再操作，才能保持最佳效果。
配方 2
本配方含有鹽酸和雙氧水，雙氧水比較不穩(wěn)定，加有聚乙二醇，作為穩(wěn)定劑和光亮劑，在室溫下操作。在時(shí)間上拋光光亮即可取出，依靠雙氧水的氧化作用，如果雙氧水的光亮作用不足，應(yīng)即時(shí)補(bǔ)加，以保持其光亮作用。本配方不含磷酸、硝酸、硫酸，也可作為清潔生產(chǎn)的無害化配方。鹽酸廢物被堿中和后以氯化鈉無害化排出。本化學(xué)拋光只能滿足一般的光亮要求。如果要求鏡面光亮，一般都要先進(jìn)行機(jī)械拋光，再采用電解拋光才能達(dá)到鏡面光亮。
配方 3
本配方為三酸體系化學(xué)拋光、不銹鋼制品在加工過程中表面生成黑色氧化皮時(shí)，經(jīng)過常規(guī)堿性化學(xué)除油后即可進(jìn)行化學(xué)拋光。
1. 磷酸
當(dāng)磷酸在80~120g/L時(shí)，拋光效果較好；過高，超過170mL/L時(shí)，抑制溶解反應(yīng)，使黑色氧化皮難以除去；而≤60mL/L時(shí)，磷化膜不連續(xù)，難以抑制表面被硝酸和鹽酸過溶解。
2. 硝酸
在其他成分適中時(shí)，硝酸在40~80mL/L時(shí)可得光亮、平整的拋光面。
3. 鹽酸
用于除去不銹鋼表面的黑色氧化皮。在其他成分適中時(shí)，鹽酸含量在80~120mL/L時(shí)，拋光效果最好，過高則光亮度下降。
4. 亞硝酸鈉
在其他成分正常的情況下，亞硝酸鈉的含量為1~1.5g/L,溫度在室溫，時(shí)間為5~10min時(shí)的光亮度最好。當(dāng)其含量達(dá)2.0g/L時(shí)，氧化氮大量逸出，污染環(huán)境。
5. 添加劑
十六烷基氯化吡啶適量（1~3g/L)時(shí)可得極佳光亮度的拋光面。苯甲酸鈉作為緩蝕劑，尿素則抑制氮氧化物的產(chǎn)生。
6. 時(shí)間和拋光溫度
溫度在50~60℃時(shí)，拋光時(shí)間短，可得到較好的效果，但加熱后難以控制，在室溫下也可獲得同樣的拋光效果，故選擇室溫。此時(shí)拋光時(shí)間在5~10min,也便于控制。
配方 4
本配方是不使用三強(qiáng)酸，而是在pH等于3~4的范圍內(nèi)操作的，有利于過氧化氫的穩(wěn)定，充分發(fā)揮其拋光作用，在工藝流程中要除油（常規(guī)堿性除油去凈為止）和酸洗（鹽酸100mL/L,加六次甲基四胺1g/L,室溫，15~20min),然后進(jìn)行化學(xué)拋光。拋光后要用碳酸鈉5g/L溶液中和20min。
1. 氟化氫銨
主要是對(duì)Fe2+配位成配位離子（Fe2+成［FeF6]3-)，在其他成分存在下，氟化氫銨10~14g/L均可使拋光表面光亮如鏡，可選取12g/L。
2. 雙氧水
是強(qiáng)氧化性的弱酸，實(shí)驗(yàn)拋光溶液的pH為2~3,恰為雙氧水的穩(wěn)定pH.雙氧水與氟化氫銨共同作用的結(jié)果使拋光效果變好。在雙氧水未加時(shí)，只有其他成分，表面無拋光的變化；當(dāng)加到20mL/L時(shí)，表面略發(fā)黑；當(dāng)氧水加到60~140ml/L時(shí)，拋光表面為光亮如鏡。從成本和時(shí)間考慮，取80mL/L為宜。
3. 尿素
起增溶作用，避免大量氣泡逸出，使反應(yīng)穩(wěn)定，在其他成分存在下，尿素在8~14g/L時(shí)都可獲得光亮如鏡的表面?？蛇x取10g/L為宜。
4. 苯甲酸鈉
其在拋光液中起緩蝕作用。在其他成分常規(guī)含量下，苯甲酸鈉以0.96g/L為宜。
5. 草酸
拋光液中沒有草酸，鐵不能充分溶解。草酸在2~4g/L時(shí)均可使拋光表面光亮如鏡，以取3g/L為宜。
6. 十二烷基苯磺酸鈉
主要起潤濕作用。在其他成分存在下，十二烷基苯磺酸鈉0.4~1.0g/L均可獲得光亮如鏡的拋光表面。以選取0.5g/L為宜。
7. 時(shí)間與溫度
拋光時(shí)間小于3min,拋光效果不明顯，時(shí)間超過15min,拋光過度，有銹跡麻坑出現(xiàn)，一般以5~10min為好，溫度以室溫為好，過高，會(huì)使雙氧水和草酸分解，使拋光液失效。故最好是現(xiàn)用現(xiàn)配，失效后重配。
配方 5
也是在常溫下使用雙氧水和鹽酸并加有自制的添加劑，加水各占1/4質(zhì)量分?jǐn)?shù)。也可獲得較好的光亮效果。
1. 雙氧水
拋光液光亮的形成效果是依靠適量的雙氧水在溶液中產(chǎn)生Fe3+,形成黏性膜，以達(dá)到光亮效果。雙氧水含量過高，會(huì)加速Fe2+向Fe3+的轉(zhuǎn)化，使黏性膜轉(zhuǎn)弱或消失，使不銹鋼表面溶解加快，造成過腐蝕，使光亮度降低。雙氧水的用量為30~50mL。
2. 鹽酸
鹽酸用量在10mL之內(nèi)時(shí)，化學(xué)溶解作用較小，產(chǎn)生的Fe2+少，因而轉(zhuǎn)化成Fe3+的數(shù)量也較少，不能滿足拋光所需形成黏性膜的要求，拋光效果較差。當(dāng)鹽酸用量超過20mL后，拋光效果較好。但超過30mL后，失重較多，使拋光成本增加。故其用量以20~30mL為好。
3. 添加劑
為一種易溶于水的無機(jī)物，其陰離子能與從不銹鋼中溶解出來的鐵離子、鎳離子、鉻離子絡(luò)合，從而控制和穩(wěn)定腐蝕化學(xué)反應(yīng)，并形成拋光所要求的黏性膜。在基礎(chǔ)配方：雙氧水20~30mL、鹽酸20~30mL、水20~30mL、添加劑的用量在20~30mL時(shí)，光亮效果最好。添加劑量達(dá)到40mL時(shí)，光亮作用反而下降，且腐蝕失重迅速上升。
4. 水
水的用量應(yīng)控制在20~30mL,水量過高，表面光亮效果下降；水量過低，表面雖光亮但不均勻，且腐蝕失重較大，拋光成本增加。故水量也應(yīng)嚴(yán)格控制。
配方 6
本拋光液適用于304不銹鋼（0Cr18Ni9).
1. 磷酸
既起溶解作用，又形成不溶性磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜，使出現(xiàn)的微觀表面凸出峰面優(yōu)先溶解而達(dá)到光亮效果，其最佳含量為110mL/L.含量過低，抑制不了鹽酸和硝酸的過溶解，使表面無光澤；其含量過高，使磷酸膜太厚，抑制溶解反應(yīng)的進(jìn)行，從而導(dǎo)致氧化皮難以除去，不產(chǎn)生新的光潔表面。
2. 硝酸
其含量過低，拋光面粗糙發(fā)灰、麻點(diǎn)；含量過高，不銹鋼表面易形成鈍化膜，從而使光亮度下降，并產(chǎn)生大量酸霧。其最佳含量為60mL/L。
3. 鹽酸
起溶解作用。其最佳含量為140mL/L,含量過低，溶解速率慢；含量過高，溶解腐蝕加劇，都得不到滿意的效果。
4. 添加劑共有三種，即LBXQ-10A(開缸劑）LBXQ-10B(光亮劑）和LBXQ-10C(輔助光亮劑），由濟(jì)南市山東省機(jī)械設(shè)計(jì)研究院研制。需要者可向該研究院購買。三種添加劑的作用如下：
①. A劑 又稱開缸劑
主要作用是對(duì)新配拋光液起老化作用，促使磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜的形成，從而抑制磷酸對(duì)金屬的過溶解作用。新配拋光液添加5~6g/L即可。
②. B劑 又稱光亮劑
含多元醇、緩蝕劑、酚黃、無機(jī)鹽等成分，以40mL/L為佳。含量過低，光亮效果差，在補(bǔ)加光亮劑后，如再次拋光時(shí)，先將返工件在15%鹽酸內(nèi)放置數(shù)分鐘后再拋光，含量過高，會(huì)降低拋光速率。
③. C劑 又稱輔助光亮劑
含有多種表面活性劑，其主要作用是與光亮劑協(xié)同，保證不銹鋼表面潔凈光亮，抑制不銹鋼表面產(chǎn)生灰膜，C劑還有防止酸霧逸出的作用。以10mL/L為佳。
5. 溫度
拋光液溫度以（70±5)℃為宜。溫度過低，拋光溶解反應(yīng)速率緩慢，不銹鋼表面氧化皮難以除去，拋光效果差。溫度過高，拋光反應(yīng)太快，不易控制，能耗較高。硝酸、鹽酸易分解外逸，致使污染環(huán)境，又降低拋光液有效成分?；瘜W(xué)拋光是放熱反應(yīng)，其釋放熱量與拋光載荷有關(guān)，即拋光件表面積與拋光液體積之比有關(guān)，即載荷愈大，其釋放熱量愈大?；瘜W(xué)拋光所釋放的熱量要大于拋光槽所散失的熱量及工件帶走的熱量，因此，在拋光時(shí)不僅要停止加熱，還要進(jìn)行冷卻?？蛇x用聚四氟乙烯管、鈦管，起始時(shí)作為蒸氣加熱管，拋光溫度上升時(shí)又可通人冷卻液作為降溫冷卻管，以控制拋光液的溫度不超過80℃.為了使拋光液具有一定的壽命，根據(jù)處理工件面積（㎡)來計(jì)算槽液體積，用于304類型不銹鋼，每升可拋光0.5㎡.當(dāng)用于1Cr18Ni9Ti不銹鋼，拋光時(shí)間采用2min,其使用壽命長達(dá)1.2m/L.因此，適當(dāng)大的體積而較低的載荷，使拋光液的溫度比較穩(wěn)定，使用拋光液的周期（壽命）也較長，溶液拋光載荷應(yīng)控制。如1個(gè)日處理量1Cr18Ni9Ti不銹鋼為100m2的拋光量，則日耗體積為83L，如要使使用壽命為3天，則：100㎡÷1.2㎡/L×3d=250L。如拋光304、316不銹鋼，壽命可延長一倍。
6. 時(shí)間
拋光時(shí)間取決于不銹鋼的表面狀況。一般情況下以2~5min為宜，即可獲得非常光亮的鏡面光潔度。時(shí)間少于2min,拋光效果不理想，時(shí)間過長，多于5min,易產(chǎn)生過腐蝕。新配的拋光液，各種成分均處于上限，時(shí)間可取上限2min.如果拋光一段時(shí)間后，各成分會(huì)消耗至下限，時(shí)間可適當(dāng)延長至下限（＜5min).各成分低于下限，則可適當(dāng)調(diào)整或更換。
7. 工藝流程
拋光表面在拋光前務(wù)必進(jìn)行化學(xué)去油，可采用常規(guī)的堿性化學(xué)除油溶液在常溫或中溫中除油，將表面除盡油漬和其他污物后經(jīng)流動(dòng)水清洗后即可進(jìn)行化學(xué)拋光?；瘜W(xué)拋光液屬強(qiáng)酸性，要用流動(dòng)水立即沖洗凈，然后進(jìn)行中和，用2%碳酸鈉溶液浸洗，然后用熱水清洗，如果需要長期保存，還要進(jìn)行化學(xué)鈍化，再冷水清洗，最后烘干。
配方 7
本配方可適用于69111不銹鋼零件的化學(xué)拋光，表面被拋光溶液浸蝕和整平，獲得比較光亮的表面。69111不銹鋼是屬于半奧氏體沉淀不銹鋼，由于它易于加工成型，且經(jīng)冷作硬化時(shí)效處理能獲得優(yōu)良的機(jī)械性能，且具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性。為了有效地去除加工過程如冷沖壓中產(chǎn)生的毛刺、機(jī)械劃傷，應(yīng)力層加熱處理過程中生成的氧化物等，改善表面粗糙度，本配方的化學(xué)拋光工藝效能高，成本低、操作簡單，有較高的拋光速率，拋光溶液具備一定的致鈍性，以保證零件基體不易產(chǎn)生過腐蝕和大量滲氫，同時(shí)還具備高的化學(xué)穩(wěn)定性、較小的溫度波動(dòng)和一定的黏度等性能。
1. 預(yù)處理
化學(xué)拋光前零件必須認(rèn)真地在堿性化學(xué)除油溶液（氫氧化鈉20~30g/L,碳酸鈉30~40g/L、磷酸三鈉30~40g/L,OP-10乳化劑3~5g/L)中，溫度60~80℃、時(shí)間10~15min徹底除去表面油污，使表面潔凈，然后在流動(dòng)水洗凈后，將零件在30%~50%的鹽酸中預(yù)浸蝕1min,這是為了延長化學(xué)拋光溶液的使用壽命。
2. 化學(xué)拋光
小零件可放在塑料籃子內(nèi)、大零件可用尼龍繩吊掛，以減少對(duì)化學(xué)拋光溶液中金屬離子的積累，避免化學(xué)拋光溶液過早老化。當(dāng)化拋液中的金屬離子如Fe2+為50g/L、三價(jià)鉻為Cr3+20g/L時(shí)，表明拋光溶液已老化，只能全換或部分更換，才能確保化學(xué)拋光正常進(jìn)行。在老化之前，化學(xué)拋光進(jìn)行中，鹽酸、硝酸消耗較多，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充至工藝范圍內(nèi)。
3. 溫度
可在室溫下操作，溫度在25℃為宜。開始拋光時(shí)溫度偏低，化學(xué)拋光速率慢。冬季溫度過低，易使零件表面致鈍面停止化學(xué)拋光的進(jìn)行，此時(shí)應(yīng)用鹽酸溶液活化零件表面后才可繼續(xù)進(jìn)行化學(xué)拋光。當(dāng)溫度升高時(shí) 化學(xué)拋光速率明顯加快?；瘜W(xué)拋光是個(gè)放熱反應(yīng)，溫度會(huì)持續(xù)上升，操作中會(huì)放出鹽酸白色蒸氣和氧化氯棕色氣體，基體金屬以高價(jià)離子形式溶解，產(chǎn)生過腐蝕現(xiàn)象，導(dǎo)致零件報(bào)廢，故應(yīng)采取降溫措施，暫停工作。
4. 后處理
零件經(jīng)化學(xué)拋光后，需經(jīng)流動(dòng)水清洗干凈，并在5%的碳酸鈉水溶液中進(jìn)行中和，除去表面帶有的酸跡。實(shí)踐檢驗(yàn)，69111不銹鋼零件化學(xué)拋光去除量為1~5μm,一般不會(huì)造成超差。本工藝工效高，操作方便，溶液穩(wěn)定，成本低，適用于形狀復(fù)雜的零件。
配方 8
本配方為高性能環(huán)保不銹鋼拋光劑，拋光后工件表面可達(dá)到鏡面光亮效果，且廢水處理簡單，處理后對(duì)環(huán)境無污染。
1. 磷酸
主要增加拋光液黏度，在不銹鋼表面形成黏性膜和鈍化膜，可使不銹鋼表面達(dá)到平整和拋光功效。其含量低只有腐蝕作用，其含量過高，表面鈍化，達(dá)不到拋光目的。磷酸含量控制在250~340g/L時(shí)，拋光效果最佳。
2. 鹽酸
主要起溶解作用。單獨(dú)的鹽酸對(duì)不銹鋼不起溶解作用，與硝酸等相結(jié)合才有溶解能力。鹽酸在290~360g/L之間，表面拋光均勻，光亮度高；其含量高，腐蝕增大；含量低，腐蝕降低。
3. 冰醋酸
為弱腐劑，與鹽酸共同起腐蝕作用，降低溶液的腐蝕能力，使不銹鋼表面腐蝕均勻。使用硫酸代替冰醋酸、拋光均勻程度稍差。冰醋酸含量高低對(duì)拋光效果影響不大，為了節(jié)約成本，一般控制在150~240g/L為宜。
4. 硝酸鈉
為強(qiáng)氧化劑，在拋光液中代替硝酸，使用比較方便。其作用是溶解表面形成的鈍化膜，對(duì)表面有增光作用。以120~150g/L較好。含量高，反應(yīng)速率快，生產(chǎn)效率高，但不易控制。含量低，速度慢，效果較差。
5. 復(fù)合表面活性劑
復(fù)合表面活性劑是由多種表面活性劑及其他有特效成分的化合物經(jīng)過實(shí)驗(yàn)而組成的，控制方便，添加簡單，能有效地提高拋光效果。其添加量在10~15g/L,工件要求達(dá)到鏡面或近似鏡面效果時(shí)添加量可增加到20g/L。復(fù)合表面活性劑的組成：起光亮作用的有有機(jī)胺、明膠、苯甲酸、水楊酸、磺酸和各種苯二酚等，添加量為3~5g/L;起黏度調(diào)節(jié)作用的有丙二醇、纖維素醚和聚乙二醇等，添加量為5~10g/L;起緩蝕作用的有六亞甲基四胺、若丁、有機(jī)胺等，添加量為0.1%~1.0%;起消泡作用的有磷酸三丁酯、二甲基硅油和醇類物質(zhì)，添加量為0.01%~0.1%.總之，復(fù)合表面活性劑可以在工件面產(chǎn)生吸附黏膜，增強(qiáng)浸潤效果，而且起緩蝕、增光、消泡等作用，可使反應(yīng)平穩(wěn)的進(jìn)行。
6. 溫度
化學(xué)拋光的反應(yīng)速率同溶液溫度幾乎呈正比，溫度越高，對(duì)材料的溶解能力越強(qiáng)，反應(yīng)速率越快，當(dāng)溫度低于50℃,反應(yīng)速率非常慢，幾乎無拋光作用。溫度在75~85℃為宜。
7. 攪拌
在拋光過程中，表面會(huì)產(chǎn)生許多氣泡，若不進(jìn)行攪拌，工件凹部和內(nèi)側(cè)由于氣泡滯留，產(chǎn)生拋光不均勻，出現(xiàn)過腐蝕、條紋狀拋光表面。若攪拌速率過快，使泡沫增高，溶液有效高度降低，工件局部在泡沫中拋光，影響整體表面拋光效果。實(shí)踐證明，攪拌采用移動(dòng)的方式，以8~12次／min為宜。
8. 化學(xué)拋光工藝流程
化學(xué)除油（磷酸3kg、無水檸檬酸4kg,甲基乙基酮3kg),OP-10(辛基酚聚氧乙烯醚2kg,水88kg)→流動(dòng)水洗→浸蝕（奧氏體適用：硫酸150~180g/L,硝酸鈉40~50g/L,氯化鈉10~20g/L,溫度60~80℃,時(shí)間5~8min;若為馬氏體適用：硝酸140~150mL/L,磷酸100~120mL/L,室溫，時(shí)間5~10min;表面若殘留有含碳灰渣，可用超聲波去除或用硫酸30~50g/L,鉻酐80~100g/L,氯化鈉2~4g/L,室溫處理5~10min)→流動(dòng)水洗→化學(xué)拋光。
配方 9
這是以雙氧水和草酸配合的不銹鋼化學(xué)拋光劑，硫酸含量為0.1g/L,僅起著調(diào)整酸度的作用。十二烷基苯磺酸鈉起潤濕作用，使拋光均勻。加溫至50℃,以提高拋光速率。本拋光液采用無毒物質(zhì)作為主要成分，牟培興曾用此液作為手表軸齒化學(xué)拋光工藝實(shí)驗(yàn)作了總結(jié)。
配方 10
本配方均不含各種強(qiáng)酸，解決廢水排放、環(huán)境污染和處理成本高的問題，所獲得的表面光亮度為一般。通過加溫和延長時(shí)間可提高亮度。
