在磷酸-鹽酸型溶液中加入適量硝酸,可使化學(xué)拋光液的工作溫度降到100℃以下,使化學(xué)拋光向?qū)嵱没~進(jìn)了一大步。
1. 拋光黏液膜理論
在化學(xué)拋光初始階段,金屬首先被化學(xué)溶解或腐蝕,它的重量將迅速下降。當(dāng)腐蝕的金屬離子達(dá)到或超過拋光液中的絡(luò)合劑所能絡(luò)合的程度時(shí),一種含過量金屬離子的多核聚合型金屬絡(luò)合物形成,它具有很高的黏度,用成黏液膜,阻止金屬進(jìn)一步快速溶解,腐蝕失重將減少并趨王許金屬表面進(jìn)行精細(xì)溶解,或即微觀的凸出部被溶解,凹下處則很少溶解,使金屬的微觀表面得以整平,產(chǎn)生出光亮的效果。
2. 磷酸濃度的影響
在拋光液中其他成分不變,不銹鋼的失重和反射率隨磷酸濃度的變化曲線見圖3-5。
由圖3-5可見,在拋光初始階段,不銹鋼的溶解量是隨著磷酸濃度的升高而上升的。當(dāng)磷酸濃度達(dá)到或超過13%時(shí),不銹鋼溶解量下降,并趨于較穩(wěn)定狀態(tài)。由于拋光液的黏度迅速增加,加快金屬表面附近黏液膜的形成,阻止金屬進(jìn)一步溶解并達(dá)到拋光效果。當(dāng)磷酸濃度超過17%時(shí),拋光液黏度太高,無法除去表面凸起的部位,或不溶性鹽附著在金屬表面,金屬表面光亮度或反射率逐漸下降。因此,僅當(dāng)磷酸濃度為13%~17%時(shí),拋光液才具有最佳拋光效果。
3. 硝酸濃度的影響
不銹鋼的失重和反射率隨硝酸濃度的變化曲線見圖3-6。
由圖3-6可見,金屬的溶解速率是隨著硝酸濃度的增高而上升的。在低硝酸濃度時(shí),金屬的溶解為低水平溶解。在高濃度時(shí),拋光時(shí)會(huì)產(chǎn)生麻點(diǎn)。當(dāng)硝酸濃度為4%~5%時(shí),才能獲得最佳拋光效果。
4. 鹽酸濃度的影響
不銹鋼的失重和反射率隨鹽酸濃度的變化曲線見圖3-7。
從圖3-7可見,金屬的溶解隨鹽酸濃度的增加變化微小,當(dāng)鹽酸濃度為6%~8%時(shí),光亮度(反射率)上升,超過10%后,不銹鋼表面出現(xiàn)腐蝕點(diǎn),與過多CI-吸附在金屬表面有關(guān)。因此,8%~10%的鹽酸含量最適宜。
5. 水含量的影響
不銹鋼的失重和反射率隨水含量的變化曲線見圖3-8。
由圖3-8可見,當(dāng)水含量在68%~72%時(shí),可獲得最佳拋光效果。過高水含量會(huì)降低拋光液黏度,不易形成黏液膜,表面光亮度下降。水含量太低,金屬表面腐蝕快,難獲好的拋光效果。水含量為64%~80%時(shí),金屬溶解速率逐漸下降,在68%~72%時(shí)下降速率最慢,相應(yīng)光反射率最高,此時(shí)即為最佳拋光條件。
6. 浸漬時(shí)間對(duì)拋光效果的影響
不銹鋼的失重和反射率隨拋光時(shí)間的變化曲線見圖3-9。由圖3-9可見,開始時(shí),金屬表面的腐蝕較快,隨著浸漬時(shí)間的延長(zhǎng),金屬的溶解變慢并達(dá)到近穩(wěn)定狀態(tài)。此時(shí)金屬表面的光反射率達(dá)到最高峰,相應(yīng)的拋光時(shí)間為4~6min.當(dāng)浸漬時(shí)間進(jìn)一步加長(zhǎng),金屬的腐蝕又迅速加快,表面的反射率隨之下降。
7. 拋光溫度的影響
不銹鋼的失重和反射率隨溫度的變化曲線見圖3-10,由圖3-10可見,失重的溫度曲線是典型的反應(yīng)速率溫度曲線。隨著溫度的升高,金屬的溶解加速,腐蝕失重量逐漸上升。當(dāng)溫度達(dá)到90℃左右時(shí),金屬的溶解已足以形成具有良好的拋光作用的黏液膜,此時(shí)拋光效果最佳。溫度繼續(xù)升高,拋光液的黏度下降,拋光效果減弱、表面易產(chǎn)生孔蝕。因此,85~95℃之間的溫度可獲得最佳拋光效果,光反射率可達(dá)90%以上。