本文介紹了一種酸洗、化拋及電拋融為一體的環(huán)保型不繡鋼拋光工藝。該工藝顯著降低了環(huán)境污染，確保了不繡鋼光亮如鏡的色澤，并在生產(chǎn)實(shí)踐中得到驗(yàn)證。還對(duì)該工藝配方中主要組分作用、參數(shù)控制及溶液居護(hù)管理與作注意事項(xiàng)進(jìn)行了介紹。
不銹鋼具有機(jī)械耐磨和耐化學(xué)腐蝕以及易加工等優(yōu)良性能，廣泛用于化工、石油、家電、五金、食品、機(jī)械制造等行業(yè)。
隨著人們生活水平的提高，不銹鋼制品正越來(lái)越多地進(jìn)入家庭生活中的廚具、餐具等。這就對(duì)不銹鋼制品的要求越來(lái)越高，不僅要經(jīng)久耐用，即防護(hù)性能好，還要外觀達(dá)到鏡面光亮，細(xì)膩悅目。
不銹鋼大都經(jīng)熱軋、鍛造、熱處理、焊接等高溫加工而成，在加工過(guò)程中，表面都會(huì)出現(xiàn)較厚氧化皮。
由于制品幾何形狀各異，焊接時(shí)產(chǎn)生灰膜、黑渣，去除不凈會(huì)影響拋光效果。在表面處理上，不銹鋼有拋光與電鍍之分。但都需除油酸洗。拋光又有機(jī)械拋光、化學(xué)拋光和電化學(xué)拋光3種工藝。
從3種拋光工藝的成本看，機(jī)械拋光較高，電化學(xué)拋光次之，化學(xué)拋光最低。筆者在四川某汽車(chē)配件廠不銹鋼機(jī)械拋光現(xiàn)場(chǎng)看了生產(chǎn)全程：第一步高溫酸洗去除氧化皮及灰膜黑渣；第二步用離心盤(pán)熱拋光設(shè)備拋光，拋光磨料為小鋼珠及其化學(xué)促進(jìn)劑；第三步對(duì)拋光不合格產(chǎn)品，如氧化皮及焊接殘留物，使用軟布輪拋光機(jī)及綠色拋光膏將這些殘留物去除，保持鏡面光亮。機(jī)械拋光工藝成本高在高溫酸洗和機(jī)械拋光所需設(shè)備及其輔料與電耗上?；瘜W(xué)拋光成本低，對(duì)不銹鋼制品幾何形狀無(wú)選擇，即使形狀復(fù)雜制品都能達(dá)到鏡面光亮。筆者經(jīng)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，與電化學(xué)拋光比較，化拋表面沒(méi)有電拋細(xì)膩，色澤是銀白不如電拋顯鎳鉻靚色、悅目秀美，但對(duì)幾何形狀較復(fù)雜的制品，受電力線分布的影響，分布較弱部位的色澤不如化拋好，如果將化拋與電拋融為一體，互為取長(zhǎng)補(bǔ)短，拋光效果則更好。
本文將酸洗、化拋、電拋融為一體，并稱之為粗拋、細(xì)拋、精拋組合工藝。傳統(tǒng)工藝一般除油后高溫酸洗。酸洗液由鹽酸與硫酸組成，主要作用是去除氧化皮還能提高制品光潔度，但高溫酸洗時(shí)間長(zhǎng)，這不僅使生產(chǎn)成本高，而且鹽酸揮發(fā)性大，污染環(huán)境又腐蝕設(shè)備。因此本組合工藝確定以磷酸和硫酸為主體除電拋為中溫處，其余為室溫，均收到良好效果。
新型環(huán)保型不銹鋼拋光工藝為減少所用材料對(duì)環(huán)境的污染與人體的危害，本工藝通過(guò)采用各種原料配方對(duì)不銹鋼拋光進(jìn)行對(duì)比分析，去除了毒性強(qiáng)的鉻酐和氫氟酸，以及含有害物質(zhì)的氮氧化物的硝酸，只保留了磷酸，廢水處理雖困難一些，但也能處理。重組的以磷酸、硫酸為主體的新型組合工藝，成本低，環(huán)境污染小，經(jīng)處理后，制品的抗蝕性能提尚，制品表面細(xì)膩，鏡面光，色尤悅目。
2組合工藝配方21粗拋粗拋即預(yù)拋，原由鹽酸與硫酸組成的酸洗工藝，由于酸液溫度高，酸洗時(shí)間長(zhǎng)，雖然去除不銹鋼表面氧化皮的效果好，但生產(chǎn)成本高，鹽酸加溫后揮發(fā)性更強(qiáng)，散發(fā)的酸霧污染環(huán)境，危害人體健康，特別對(duì)制品較厚的氧化皮去除不徹底，有待后序處理下操作。
本工藝以磷酸取代鹽酸，與硫酸組合，能更好地去除氧化皮及焊接的灰膜黑，又是在室溫，成本低于高溫酸洗，光潔度也優(yōu)于高溫酸洗，配方如下：室溫細(xì)拋細(xì)拋即化學(xué)拋光。雙氧水具有很強(qiáng)的氧化性，在化學(xué)拋光液中加入雙氧水，可使不銹鋼表面難溶于粗拋液的氧化物膜結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而使未除去的氧化皮得以去除，使不銹鋼表面獲得銀白色的鏡面光亮度。配方如下：ZP緩蝕劑H20t 23精拋精拋即電化學(xué)拋光，是目前最先進(jìn)的金屬表面處理技術(shù)。拋光后的不銹鋼表面，不僅潔凈細(xì)膩，鏡面光亮呈靚色，而且在金屬表面形成的保護(hù)膜，使不銹鋼的防蝕性能提高，制品經(jīng)久耐用，不會(huì)褪色。配方3種拋光溶液按各自配方，先將計(jì)量水加入槽內(nèi)，再將磷酸和硫酸依次加入，待溶液至室溫時(shí)，將溶液攪拌均勻，則完成粗拋配槽，在此基礎(chǔ)上，邊攪拌邊加入雙氧水、穩(wěn)定劑與緩蝕劑即完成。精拋在此基礎(chǔ)上，用90°C左右熱水溶解適量聚乙二醇，用水稀釋后，邊攪拌邊加入緩蝕劑即完成配槽。
4組分作用及其參數(shù)控制41磷酸磷酸是中等強(qiáng)度的無(wú)機(jī)酸，酸度較低，對(duì)金屬的腐蝕性較小，是不銹鋼拋光工藝的主要成分。磷酸的粘度大，與金屬生成的磷酸鹽也有很大粘滯性，在拋光過(guò)程中，能增加拋光液的粘度，在不銹鋼表面形成磷酸鹽保護(hù)膜，阻止不銹鋼表面過(guò)腐蝕，使其達(dá)到平整、光亮的效果。磷酸含量過(guò)低時(shí)，拋光液比重小，粘度低，離子擴(kuò)散速度加快，金屬溶解快，不銹鋼的整平光亮效果差；含量過(guò)高，材料消耗大，成本高，反而拋光速度慢，光亮度降低。磷酸用量控制在250~370mL/L為宜。
42硫酸硫酸是無(wú)機(jī)強(qiáng)酸，在室溫下對(duì)金屬氧化物的溶解能力較弱，加溫后能大大提高其浸蝕能力。在磷酸溶液中，加入一定量的硫酸，二者的混合液不僅去除氧化皮及焊接處的灰膜、黑渣效果好，還能提高拋光速度和增加光亮性。在電化學(xué)拋光中，提高溶液溫度，在硫酸作用下，有助于提高拋光液的導(dǎo)電率、分散能力和陽(yáng)極電流效率。硫酸含量過(guò)低，制品兩面難以整平，拋光質(zhì)量明顯降低；過(guò)高，反而引起腐蝕，降低表面光潔度，縮短電化拋光液的使用壽命。硫酸用量控43雙氧水雙氧水是強(qiáng)氧化劑具有很強(qiáng)的氧化性在不銹新型環(huán)保型不銹鋼拋光工藝鋼化學(xué)拋光中，可使不銹鋼表面未除盡的氧化皮及焊接件的灰膜黑渣去除干凈。
44聚乙二醇不銹鋼電化學(xué)拋光的傳統(tǒng)配方，多為磷酸、硫酸、鉻酐體系。本工藝在降低磷酸、硫酸用量的同時(shí)，去除鉻酐成分，加入聚乙二醇作增稠劑來(lái)取代傳統(tǒng)的含鉻酐工藝。聚乙二醇作是由環(huán)氧乙烷聚合而成的高分子聚合物（分子量大于6000）。在電化學(xué)拋光中，用量不大，效果顯著，在不銹鋼表面形成粘稠的保護(hù)膜外，還能起到顯著調(diào)控溶液粘度的作用。含量過(guò)高，溶液阻力大，溫度上升快，電耗大，表面溶解困難，影響拋光效果；含量過(guò)低，表面溶解加快，拋光不均勻，保護(hù)膜難形成，整平效果也較差。含量控制在4 /L為宜，最佳值為6gL45緩蝕劑不銹鋼化學(xué)拋光液中的ZP-2與電化學(xué)拋光液中的ZP都是緩蝕劑，盡管所含成分各異，但所起作用相同，都是控制不銹鋼反應(yīng)速度，防止其過(guò)腐蝕，以減少不銹鋼的腐蝕損失。也就是說(shuō)，緩蝕劑能保護(hù)不銹鋼表面不受化學(xué)腐蝕，并能阻止不銹鋼表面保護(hù)膜生長(zhǎng)過(guò)厚，以利于不銹鋼表面獲得鏡面光亮的悅目色澤。其用量控制在10~20mL/L范圍內(nèi)為宜。
46穩(wěn)定劑化學(xué)拋光液ZP-1是穩(wěn)定劑，保持雙氧水在化學(xué)拋光液中的穩(wěn)定性能，避免化學(xué)拋光液中氧化皮、焊接的灰膜、黑渣等溶解的固體微粒的干擾，這些固體微粒雜質(zhì)最易導(dǎo)致雙氧水分解而縮短化學(xué)拋光液的使用壽命。穩(wěn)定劑含量控制在30 /L為宜。
47陽(yáng)極電流密度不銹鋼電化學(xué)拋光的電流密度是以陽(yáng)極（不銹鋼制品）平方面積計(jì)算的，故稱陽(yáng)極電流密度。不同的電化學(xué)拋光配方，有不同的陽(yáng)極電流密度要求，比如傳統(tǒng)的磷酸硫酸鉻酐型電化學(xué)拋光液中磷酸高達(dá)560mL/L硫酸400mL/L鉻酐50gl陽(yáng)極電流密/如2.本工藝磷酸3OT~350mL/L硫酸150~180mL/L而陽(yáng)極電流密度只有05~10A/dm2.陽(yáng)極電流密度大于05A/dm2，不銹鋼表面析出的氧氣適當(dāng)，這屬正常，有利于成膜或溶解；低于0不銹鋼表面氧氣析出少，制件表面僅為一般溶解，起不到拋光作用；高于1A/dm2，氧氣析出較猛烈，甚至形成氣流，表面不銹鋼表面產(chǎn)生局部腐蝕，已影響到拋光質(zhì)量。因此電化學(xué)拋光的陽(yáng)極電流密度控制在0 /dm2為宜，最佳值是0 48電化學(xué)拋光液的溫度控制電化學(xué)拋光液的溫度，對(duì)提高不銹鋼表面光亮度起決定作用。在電拋過(guò)程中，拋光整平速率隨溫度升高而增大。溫度升高能有效降低拋光液粘度，減少陽(yáng)極（即不銹鋼，以下同）粘膜厚度，加速陽(yáng)極溶解產(chǎn)物的擴(kuò)散，使溶液對(duì)流加速，有利于陽(yáng)極表面滯留的氣泡脫附，避免產(chǎn)生斑點(diǎn)、麻點(diǎn)。溫度高于60°C，會(huì)使拋光液過(guò)熱，使陽(yáng)極表面產(chǎn)生腐蝕或氣流條紋，影響拋光質(zhì)量；低于40C會(huì)使溶液沾度增大傳質(zhì)較困難，陽(yáng)極表面粘膜增厚，不利于陽(yáng)極溶解產(chǎn)物的擴(kuò)散，拋光整平效果明顯下降，甚至陽(yáng)極表面為霧狀，因此電化學(xué)拋光液溫度以40~60C為宜。
49拋光液時(shí)間的控制電化學(xué)拋光的時(shí)間，一般控制在5低于5min時(shí)間過(guò)短，拋光液效果差；高于10min時(shí)間較長(zhǎng)，能耗大，生產(chǎn)效率低。
5拋光溶液的維護(hù)管理與注意事項(xiàng)配制拋光液時(shí)，先加入計(jì)量的清潔水，再按組分順序加入。特別是加入硫酸后，溶液溫度超過(guò)50C時(shí)，待其冷卻到室溫，再將雙氧水、聚乙二醇、添加劑等在攪拌中緩慢加入。如果高溫加入，易導(dǎo)致溶液局部過(guò)熱，引起拋光液飛濺，易出現(xiàn)傷人事故。
要經(jīng)常測(cè)定和調(diào)節(jié)拋光液的比重，各組分含量要定期分析調(diào)整，保持溶液穩(wěn)定，正常生產(chǎn)。
拋光液的拋光能力降低時(shí)，應(yīng)分析溶液中的鐵含量（包括Fe3+），超過(guò)13%時(shí)，表明拋光能力明顯降低，溶液已老化，此時(shí)應(yīng)部分或全部更換為新液。
溶液不拋光時(shí)，應(yīng)將拋光槽蓋好，既避免空氣中的飄塵等固體微粒進(jìn)入槽內(nèi)，增加雜質(zhì)蓄積量，又可防止溶液吸水，導(dǎo)致溶液密度變小。
綜上所述，本工藝將去除不銹鋼氧化皮的粗拋、化學(xué)拋光的細(xì)拋和電化學(xué)拋光的精拋融為一體形成組合工藝，組分簡(jiǎn)單且無(wú)鉻酐、氫氟酸和硝酸等有環(huán)境污染的毒害物質(zhì)，溶液能耗低，使用壽命又長(zhǎng)，成本比機(jī)械拋光顯著降低，質(zhì)量比化學(xué)拋光好，比機(jī)械拋光更好。經(jīng)化學(xué)和電化學(xué)拋光的不銹鋼耐蝕性能優(yōu)異，表面潔凈細(xì)膩，靚色的鏡面光亮，柔和悅目。
