在磷酸-盐酸型溶液中加入适量硝酸,可使化学抛光液的工作温度降到100℃以下,使化学抛光向实用化迈进了一大步。
1. 抛光黏液膜理论
在化学抛光初始阶段,金属首先被化学溶解或腐蚀,它的重量将迅速下降。当腐蚀的金属离子达到或超过抛光液中的络合剂所能络合的程度时,一种含过量金属离子的多核聚合型金属络合物形成,它具有很高的黏度,用成黏液膜,阻止金属进一步快速溶解,腐蚀失重将减少并趋王许金属表面进行精细溶解,或即微观的凸出部被溶解,凹下处则很少溶解,使金属的微观表面得以整平,产生出光亮的效果。
2. 磷酸浓度的影响
在抛光液中其他成分不变,不锈钢的失重和反射率随磷酸浓度的变化曲线见图3-5。
由图3-5可见,在抛光初始阶段,不锈钢的溶解量是随着磷酸浓度的升高而上升的。当磷酸浓度达到或超过13%时,不锈钢溶解量下降,并趋于较稳定状态。由于抛光液的黏度迅速增加,加快金属表面附近黏液膜的形成,阻止金属进一步溶解并达到抛光效果。当磷酸浓度超过17%时,抛光液黏度太高,无法除去表面凸起的部位,或不溶性盐附着在金属表面,金属表面光亮度或反射率逐渐下降。因此,仅当磷酸浓度为13%~17%时,抛光液才具有最佳抛光效果。
3. 硝酸浓度的影响
不锈钢的失重和反射率随硝酸浓度的变化曲线见图3-6。
由图3-6可见,金属的溶解速率是随着硝酸浓度的增高而上升的。在低硝酸浓度时,金属的溶解为低水平溶解。在高浓度时,抛光时会产生麻点。当硝酸浓度为4%~5%时,才能获得最佳抛光效果。
4. 盐酸浓度的影响
不锈钢的失重和反射率随盐酸浓度的变化曲线见图3-7。
从图3-7可见,金属的溶解随盐酸浓度的增加变化微小,当盐酸浓度为6%~8%时,光亮度(反射率)上升,超过10%后,不锈钢表面出现腐蚀点,与过多CI-吸附在金属表面有关。因此,8%~10%的盐酸含量最适宜。
5. 水含量的影响
不锈钢的失重和反射率随水含量的变化曲线见图3-8。
由图3-8可见,当水含量在68%~72%时,可获得最佳抛光效果。过高水含量会降低抛光液黏度,不易形成黏液膜,表面光亮度下降。水含量太低,金属表面腐蚀快,难获好的抛光效果。水含量为64%~80%时,金属溶解速率逐渐下降,在68%~72%时下降速率最慢,相应光反射率最高,此时即为最佳抛光条件。
6. 浸渍时间对抛光效果的影响
不锈钢的失重和反射率随抛光时间的变化曲线见图3-9。由图3-9可见,开始时,金属表面的腐蚀较快,随着浸渍时间的延长,金属的溶解变慢并达到近稳定状态。此时金属表面的光反射率达到最高峰,相应的抛光时间为4~6min.当浸渍时间进一步加长,金属的腐蚀又迅速加快,表面的反射率随之下降。
7. 抛光温度的影响
不锈钢的失重和反射率随温度的变化曲线见图3-10,由图3-10可见,失重的温度曲线是典型的反应速率温度曲线。随着温度的升高,金属的溶解加速,腐蚀失重量逐渐上升。当温度达到90℃左右时,金属的溶解已足以形成具有良好的抛光作用的黏液膜,此时抛光效果最佳。温度继续升高,抛光液的黏度下降,抛光效果减弱、表面易产生孔蚀。因此,85~95℃之间的温度可获得最佳抛光效果,光反射率可达90%以上。