[发明专利]高温氧化不锈钢的化学抛光方法

说明书

技术领域

本发明属于金属零部件表面处理技术领域，主要涉及不锈钢表面的化学抛光方法，尤其涉及一种经高温氧化后带有高温氧化皮不锈钢零部件的表面化学抛光方法。 

背景技术

随着我国军工及高科技产业的发展和人民生活水平的不断提高，以不锈钢作为材料的零部件广泛使用在航天、航空、兵器、核电等重点行业及日常生活中，成为使用量最广泛的材料之一。不锈钢零部件在制造生产过程中，某些产品加工需要经过热处理、焊接、玻璃-不锈钢封接等热加工工序，经高温处理后的零件表面会形成一层灰褐色的致密氧化层，严重影响到产品的外观和使用性能。据相关资料介绍，不锈钢的高温氧化层主要成份由FeO、Cr₂O₃、NiO、FeO·Cr₂O₃等复杂的混合氧化物构成，这种氧化层致密且钝性极高，采用普通酸洗方法是不能将其去除的，特别是军工及高新产业中使用的不锈钢零部件，往往尺寸精度要求高，同时还经常带有精密螺纹、深孔、盲孔、超细孔等结构特征，这给去除氧化层及抛光零件表面带来了很大的难度并对化学抛光工艺提出了更高的要求。 

不锈钢化学抛光工艺是目前使用较多的金属表面抛光方法，其主要步骤包括除油、去除氧化皮、化学抛光、清洗，其中化学抛光是其关键步骤。化学抛光液由盐酸、硝酸或其两者的混合酸与水、有机添加剂按一定比例混合而成，化学抛光过程是把溶液加热并保温至70～90℃，将已进行除油和去氧化皮步骤的待抛光零件放入溶液浸泡并不断抖动零件，时间为3～5min，随后 取出零件清洗。然而传统化学抛光工艺带来的问题有三个方面，在操作方法上，传统抛光过程需要工人不断翻动(抖动)零件来避免零件受热不均，零件与零件之间需要预留一定间隙，这就使抛光装载量小，相关研究资料介绍抛光装载量一般小于1dm²/L，因此抛光过程中工人工作量繁重，生产效率低下，还要时刻忍受着抛光液溢出的酸雾对身体的伤害。除此之外，对于具有深孔、盲孔、超细孔及结构复杂的不锈钢件这种操作也不适用，翻动(抖动)零件无法使这些部位的溶液达到有效循环，使局部溶液温度、浓度过低，影响了这类零件的抛光效果。在工艺参数控制上，传统抛光方法工艺控制复杂，工艺参数可控范围窄，抛光时往往需要考虑零件形状、大小、装载量等因素，需要根据具体情况在工艺范围内找到一个合适的温度和时间点，稍有偏差就可能发生过腐蚀或抛光不均匀的现象，最终影响到产品的性能和外观质量。尤其对于有精密螺纹、高精度尺寸的不锈钢零件更需要精确控制抛光参数，为此才能达到较好的抛光效果。此外，采用传统不锈钢化学抛光方法时，一旦抛光液中的Fe²⁺浓度累积大于8g/L，就必须报废原抛光液而重新配制新的抛光液，因此，传统抛光液的循环利用率较低。 

发明内容

本发明要解决的问题是，针对现有技术的不足，为高温氧化不锈钢提供一种污染小、操作简单、抛光液利用率高、适合光饰各种复杂零件的化学抛光方法。 

为解决上述技术问题，本发明提供的化学抛光方法包括如下工艺步骤： 

第一步，在超声波清洗仪中用汽油振洗不锈钢零件30min，之后用清水洗净不锈钢零件，再在超声波清洗仪中用洗衣粉水振洗不锈钢零件30min，之后再用清水洗净不锈钢零件； 

第二步，采用现有的除氧化皮工艺去除不锈钢零件表面的氧化皮； 

第三步，将抛光液加热至沸腾后倒入盛满不锈钢零件的塑料器皿中并淹 没零件，然后将器皿放入超声波清洗仪中振动抛光2～5min，在此期间超声波清洗仪的工作频率为50kHz，功率为500W，所述抛光液是按磷酸∶硝酸∶盐酸∶聚乙二醇∶璜基水杨酸∶烟酸∶水＝162～198∶57～85∶83～107∶20～40∶2～4∶2～4∶740～800的重量比配制而成； 

第四步，将化学抛光后的不锈钢零件倒入盛有洗衣粉水的器皿中并在超声波清洗仪中振洗30min，之后用清水将不锈钢零件清洗干净。 

根据本发明，所述抛光液是按磷酸∶硝酸∶盐酸∶聚乙二醇∶璜基水杨酸∶烟酸∶水＝185g∶80g∶100g∶30g∶3g∶3g∶780g的比例配制而成，所述振动抛光时间为3min。 

根据本发明，所述抛光液是按磷酸∶硝酸∶盐酸∶聚乙二醇∶璜基水杨酸∶烟酸∶水＝198g∶85g∶107g∶40g∶4g∶4g∶740g的比例配制而成，所述振动抛光时间为5min。