不锈钢抛光

维普资讯 http://www.cqvip.com ．３４・　Ｍａｙ　２００６　Ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ＆Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｖｏ１．２６　Ｎｏ．３　・抛　光・　不锈钢抛光　张述林。王晓波。陈世波　（四川理工学院材料化学工程系，四川自贡６４３０００）　中图分类号：ｒｉｇ　１７５　文献标识码：Ｂ　文章编号：１０００—４７４２（２００６）０３・００３４・０２　１　引言　不锈钢呈银白色，具有优良的耐蚀性能和机械　性能。随着不锈钢用途的多样化，在不锈钢表面进　行着色处理，使其具有装饰功能。在国外，彩色不锈　钢已实现工业化生产，并在航天航空、原子能、军工、　轻工、建材和太阳能利用等方面得到广泛应用　。　为了获得优质的彩色不锈钢，不锈钢着色前表面处　理是非常重要的，特别是对着色层的结合力、色彩的　均匀性和制品的光洁度有明显的影响，正确的前处　理是获得优质彩色不锈钢产品的必要条件　’　。　前处理目的在于彻底清除不锈钢制品表面污垢　层和氧化层。为了提高制品的光洁度，还必须进行　抛光处理。为降低经过机械加工和经点焊、电焊、亚　弧焊处理及热处理的不锈钢表面粗糙度，须对零件　进行抛光处理，以获取高度光滑和光泽的外观，满足　不锈钢制品表面的精饰。对不锈钢抛光可以采用机　械抛光、化学抛光及电解抛光等　。　２抛光　２．１机械抛光　机械抛光指的是，用高速旋转的粘有抛光膏的　抛光轮消除不锈钢制件表面的凹凸不平而获得光亮　表面的机械加工方法。机械抛光通常在制品比较平　整的外表面上进行。抛光轮用不同布料制成，其结　构形式主要有缝合式、折叠式等。抛光轮的软硬程　度不同，对制品基材的磨削作用不同，据此可把机械　抛光分为粗抛、中抛和精抛。不锈钢抛光主要采用　氧化铬和粘结剂制成的坚硬锐利、磨削能力强的绿　抛光膏。　２．２化学抛光＂　化学抛光是不锈钢制品表面在化学抛光液中的　化学浸蚀过程。不锈钢表面上微观突起处在化学抛　光液中的溶解速率比微观凹下处的大得多，结果逐　渐被整平而获得平滑光亮的表面。　化学抛光液成份及工艺条件：　Ｉ　Ⅱ　Ⅲ　盐酸／（ｍＬ・Ｌ　）　２３０　硫酸／（ｍＬ・Ｌ　）　７０　６０～８０　４５～５０　硝酸／（ｍＬ・Ｌ　）　４０　１８０～１９０　４５～５０　磷酸／（ｍＬ・Ｌ　）　１５０　氢氟酸／（ｍＬ・Ｌ　）　７０～９０　醋酸／（ｍＬ・Ｌ　）　２０～２５　硝酸铁／（ｇ・Ｌ　）　１８～２０　柠檬酸饱和溶液／（ｍＬ・Ｌ　）　６０　磷酸氢二钠饱和溶液／（ｍＬ・Ｌ　）　６０　磺基水杨酸／（ｍＬ・Ｌ　）　３．５　／℃　５０～８０　５０—６０　９０～９５　ｔ／ｍｉｎ　３～２０　０．５～５　１～３　２．３　电解抛光　２．３．１电解抛光的原理　电解抛光是不锈钢表面的阳极电化学浸蚀过　程。当不锈钢制品为阳极进行电解时，首先是表面　的氧化层借助于不锈钢的化学溶解，以及不锈钢上　析出的氧气泡的物理冲刷剥离氧化物的作用而除　去，随后不锈钢表面被整平，使表面光亮。在不锈钢　阳极上可能进行如下反应：　（１）金属原子失去电子转变为金属离子：　Ｍ一２ｅ＝Ｍ　（２）氧化膜的生成：Ｍ＋Ｈ，Ｏ一２ｅ＝ＭＯ＋２Ｈ　（３）氧气的析出：２　Ｏ一４ｅ＝Ｏ　＋４Ｈ　（４）溶液中其它物质的阳极氧化　不锈钢表面整平光亮的电解抛光过程，可用粘　膜理论解释：当不锈钢制品为阳极进行电解抛光时，　若阳极的溶解速率大于阳极溶解产物离开阳极表面　向电解液深处的扩散速度时，溶解产物就会在阳极　表面附近积累，形成一层电阻比较大的粘性液膜。　它在阳极表面上的分布是不均匀的，在表面凸起处　薄一些，而在表面凹处厚一些，由于凸起处粘膜薄，　电阻小，电流密度大，氧气析出多，液体易更新，所以　凸起处的溶解速率快；而凹处粘膜厚，电阻大，电流　维普资讯 http://www.cqvip.com ２００６年５月　电镀与环保　第２６卷第３期（总第１４９期）　３５‘　密度小，溶解缓慢，随着电解抛光时间的延续，阳极　表面上凸起处逐渐被削平，使表面变得平滑光洁　。　２．３．２选择电解抛光液的原则　（１）电解液中应含有一定量的氧化剂，这对不　锈钢表面形成氧化膜有利，而不能有破坏氧化膜的　活性离子（如ｃｌ一）存在。　（２）在不通电的情况下，电解液对不锈钢不可　有明显的腐蚀作用。　（３）电解液应有较宽的工作范围（电流密度、温　度等）和通用性。　（４）不论是否通电，电解液都必须足够稳定。　（５）对阳极产物的溶解度大，抛光能力强，价廉　和无毒。　２．３．３不锈钢电解抛光液配方和工艺条件¨。。　Ⅱ　Ⅳ　磷酸／％　５０～６０　６５　硫酸／％　２０～３Ｏ　１５　铬酐／％　５　甘油／％　１２　水／％　２Ｏ　３　ｉ（ｈ・ｄｍ　）　２０～１００　１０～２Ｏ　／℃　５０～６０　７０～９Ｏ　ｔ／ｍｉｎ　１Ｏ　４～６　电解液中磷酸、硫酸含量应定期测定和调整。　当溶液中的铁含量按Ｆｅ　０，计超过７％时，溶液失去　抛光能力，应部分或全部更新。　２．３．４电解液中各组分的作用　（１）硫酸硫酸是强电解质，主要起导电作用，　能促使阳极较快地溶解。硫酸含量低时，抛光速率　慢，光亮度差；含量高时，抛光速率快，光亮度不太　高，会使表面粗糙。　（２）磷酸磷酸是中强酸，对不锈钢腐蚀较差，　是粘稠的油状液体。在电抛光过程中，能促使抛光　表面产生一层阻化膜，对其溶解起一定的阻化作用，　从而提高阳极极化，使抛光面获得镜面光亮。磷酸　在电解抛光过程中消耗很少。　（３）铬酐铬酐是强氧化剂。不锈钢表面同时　受氧和ｃ　’的氧化作用生成一层钝化膜，促使不锈　钢表面在抛光过程中被整平，获得光亮的表面。铬　酐含量低时不光亮；高时光亮；太高，会降低抛光　速率。　（４）甘油　甘油能吸附在阳极表面，对阳极溶　解起一定的阻化作用，还能与磷酸生成配合物，可能　在阳极表面形成一层更牢固的阻化膜，阻化阳极的　溶解，从而使抛光表面非常光亮细致。含量低时，抛　光面光亮；含量高时，抛光面光亮而细致；太高时，泡　沫太多，影响操作。Ｉ∞．　如　７　３　７．～　一∞～　～４　　５　２．３．５电解抛光工艺条件的影响　为了获得光亮的表面，应选择合适的电流密度、　抛光温度和抛光时间。在电解抛光时保持制品的良　好接触。对电解液进行搅拌，可使温度均匀，防止表　面过热，有利于提高抛光质量，而且搅拌可提高操作　５　电流密度，提高了抛光速率。不锈钢在电解抛光后　Ⅲ　钾¨　如　５　表面生成一层薄的氧化层，在磷酸或盐酸中除去薄　氧化层，使不锈钢表面活化，呈现出不锈钢的晶体结　构，可提高着色层的结合力和色彩均匀性。　３　结论　ｉｌ　２ｉ（１）机械抛光只适用于简单工件，其效果也因　所使用的材料而异，劳动强度大，生产效率也不高。　（２）化学抛光不需外加电源，设备简单，均可处　理形状复杂的零件，使不锈钢的内外表面都可获得　均匀的光洁度，操作简单，生产效率高。但化学抛光　质量一般略低于电解抛光。　（３）电解抛光不适宜大批量生产。　（４）抛光不锈钢热加工件时（如热处理、焊接　件），常规抛光工艺繁琐，必须对氧化皮进行松动、去　膜、酸洗等工序。如果采用一步法抛光工艺，可简化　工序，提高效率，降低能耗。　参考文献　王先友，蒋汉瀛．彩色不锈钢研究现状及发展前景［Ｊ］．材料保　护，１９９６，２９（５）：１－２．　张述林．１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢彩色化的研究［Ｊ］．四川Ｉ轻化工学　院学报，２０００，１３（２）：５６－５９．　李青．不锈钢着色工艺及彩色不锈钢的应用［Ｊ］．材料保护，　１９９４，２７（１）：１．　曾华梁，等．电镀工艺手册［Ｍ］．北京：机械工业出版社，１９９６．　周元康，王满力．不锈钢着色的色泽控制［Ｊ］．材料保护，１９９７，　３０（ＩＩ）：２Ｏ．２Ｉ．　刘福春，石玉敏，等．不锈钢表面处理方法的进展［Ｊ］．沈阳工　业大学学报，２００１．２３（１）：１．　周金保．不锈钢化学抛光工艺的发展［Ｊ］．电镀与环保，１９９８，　ｌ８（３）：３．　耿强，路云鹤．不锈钢电化学抛光新工艺的研制［Ｊ］．材料保　护，１９９５，２８（９）：２２．２３．　储荣邦．不锈钢电镀［Ｊ］．电镀与精饰，１９９８，２４（４）：１２．　吴昊．影响不锈钢着色的因素［Ｊ］．电镀与涂饰，２００４，２３　（１）：５４．５５．　收稿日期：２００５－０９－２０　　３