| 引 言 不锈钢不仅具有优异的耐蚀性能，且其机械耐磨性、耐化学腐蚀性和装饰性等也非常优异，因而广泛用于化工、石油、家电、日用五金、食品、机械制造等行业。但是不锈钢制品在热加工、机械加工或放置一段时间后其表面容易生成一层黑色氧化皮，其主要成分为Cr20，、Ni0，这不仅影响了不锈钢的外观质量，也影响产品的使用性能。为了提高不锈钢制品的耐蚀性、光洁度和获得装饰性外观，必须对不锈钢制品进行抛光处理”之1。 马氏体不锈钢由于含碳量较高，其强度、硬度大，可以用来制造机器零件如蒸汽涡轮的叶片、蒸汽装备的轴和拉杆以及制造医疗器械、餐刀、测量用具、弹簧等。马氏体不锈钢中各元素质量分数分别为Cr12%。18%，CO.lo'/o~ 0.4%，除个别钢号含有少量Ni外，大多数钢号只含有Cr，所以其耐蚀性能较差，属难抛光合金p1。 本文对马氏体不锈钢的化学抛光T艺进行了研究。通过对比试验，本文对影响马氏体不锈钢抛光效果的因素进行了分析，并得出了最佳的抛光工艺。经过该工艺处理的马氏体不锈钢光亮等级可达到5级。 1 实验方法 实验材料为lCr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、9Cr18等马氏体不锈钢，试样规格为50mm×30mm×Imm。 实验流程为，除油(碱性化学除油NaOH 60～80g/L，Na2C03 20—40 g/L，Na2Si033~10 g/L，Na，PO。.12H：0 20~ 40 g/L，温度80-90℃，时间至油除尽为止)_热水洗(50-60C)一冷水洗(常温)_酸浸蚀(1010H：SO。溶液常温)_水洗(常温)-÷电化学抛光-*水洗(常温)-中和(50/0 Na2C03溶液中和)一水洗(常温)_吹干。 经过上述工艺处理后的马氏体不锈钢的抛光亮度等级，采用目测法评定，参照《表面处理.T艺手册》中关于镀层表面光亮度检验的方法检测H1。 2 实验结果与分析 2.1 抛光液组分的确定 传统的不锈钢电化学抛光使用铬酐，对环境污染大，研究中采用无铬酐电化学抛光T艺。查阅相关文献‘5-6]，并经过对比实验确定马氏体不锈钢电化学抛光液成分为磷酸、硫酸、添加剂。初步丁艺确定为添加剂7.5ml/L、抛光温度60℃、电流密度60A/dm2，抛光时间3min。 2.1.1磷酸质量浓度的确定 在初步确定的丁艺下，磷酸(d=1.74)在抛光液中的用量分别取230ml/L、260ml/L、290ml/L、320ml/L、350ml/L，对马氏体不锈钢抛光质量的影响见表l。
磷酸是不锈钢制品电解抛光液的主要成分，它能在制品表面和阳极区生成稠性粘膜，增进抛光效果。当磷酸含量低于290ml/L时，由于电解抛光液比重小，粘度也小，离子扩散速度快，使金属溶解加快，不利于达到整平抛光效果;当磷酸含量高于320ml/L时，电解抛光液过于粘稠，导电率低，抛光速度缓慢。磷酸含量为290~ 320ml/L。 2.1.2硫酸质量浓度的确定 在初步确定的T艺下，磷酸含量为290ml/L，硫酸(d=1.84)的用量分别取160ml/L、190ml/L、220ml/L、250ml/L、280ml/L，对马氏体不锈钢进行抛光处理，其结果见表2。
硫酸能改善抛光液的分散能力和提高电流效率，硫酸可以同磷酸一起形成阳极粘性膜，有利于制品表面的整平和提高表面抛光光泽度。当硫酸含量低于220ml/L，所形成阳极粘性膜使抛光速度变慢，试样的光亮度差。硫酸含量过高，会造成不锈钢的过腐蚀，降低其表面的光洁度。硫酸含量确定为220~ 250ml/L。 2.1.3添加剂质量浓度的确定 为提高电化学抛光的效果，增强电化学抛光液的整平作用，防止马氏体不锈钢在强酸、高温下出现过腐蚀，在电化学抛光液中要加入一些醇胺类及聚氧乙烯醚类的添加剂。实验时抛光液中磷酸用量290ml/L，硫酸用量220ml/L，其他的工艺参数不变，添加剂含量分别取Oml/L、2.5ml/L、Sml/L、7.5ml/L、lOml/L、12.5ml/L、15ml/L，对马氏体不锈钢进行抛光处理，其结果见表3。
添加剂的加入可以增强电化学抛光液的整平作用，有效地提高制品的光亮度。同时，添加剂具有一定的缓蚀剂作用，可以避免不锈钢在强酸、高温条件下进行电化学抛光产生过腐蚀，当抛光液中无添加剂时，无抛光作用，不锈钢发生化学腐蚀，随着添加剂含量增加，不锈钢抛光质量明显提高，但是添加剂用量过多，抛光液的黏度过大，不易导电，电流效率低，光亮度有所下降。因此，添加剂用量确定为7.5。12.5ml/L。 2.2抛光工艺对抛光质量的影响 2.2.1温度的确定 在抛光液中磷酸用量290ml/L，硫酸用量220ml/L，添加剂用量lOml/L，电流密度60A/dm2，抛光时间3min的情况下，温度对不锈钢抛光表面质量的影响见表4。
随温度的升高，促使阳极溶解，并促使阳极表面形成固体膜，有效地提高了光亮度。当温度在70·90℃时，抛光作用明显，光亮等级达到5级。当温度高于90℃时，阳极周围液体沸腾起泡，破坏了阳极表面固体膜，使不锈钢凸凹处受到同样程度的腐蚀，导致光泽下降。抛光温度在700C~ 90 aC。 2.2.2 阳极电流密度的确定 其他的工艺参数不变，电流密度分别取40、50、60、70、80、90 A/dm2，电流密度对不锈钢抛光表面质量的影响见表5。
当电流密度低于60 A/dm2时，阳极溶解较慢，整平作用弱，抛光效果不明显。当电流密度大于60 A/dm：时，阳极溶解速率明显加快。但是，当电流密度大于80 A/dm2时，过高的电流密度会破坏粘膜层的稳定性，造成阳极溶解速率过快，出现过度腐蚀，不利于抛光，电流密度在60~ 70 A/dm2。 2.2.3抛光时间的确定 在其他的工艺参数不变，抛光时间对不锈钢抛光表面质量的影响见表6。
抛光开始阶段试样表面由暗灰色变白，然后逐步出现光泽，3min一5min时光亮度最好，且表面平整细腻。延长抛光时间，会使阳极局部过热，破坏金属离子在阳极表面固体膜和粘膜层中的稳态扩散，导致表面光泽度下降且易出现麻坑，抛光时间在3—5min时为宜。 3结论 通过实验研究，得到了适合马氏体不锈钢进行电化学抛光的无铬酐的抛光液，该抛光液工艺为：
该电化学抛光液中磷酸能在制品表面形成稠性粘膜，增进抛光效果;硫酸作为腐蚀剂起到溶解不锈钢表面氧化物的作用;添加剂能够调节电化学抛光液的黏度，起到整平增亮的作用，马氏体不锈钢经过该抛光液抛光后光亮等级可达到5级。 |
