不銹鋼化學拋光溶液組成及中低溫工藝條件見表3-1。
配方 1
本配方中不使用硝酸，而只使用硝酸鈉60g/L,代替硝酸，從而消除傳統(tǒng)的三酸拋光液，消除對環(huán)境和人體健康的危害。該配方具有拋光效果好、出光速率較快、無黃煙等優(yōu)點。化學拋光的工藝流程是：脫脂（脫脂液為常規(guī)堿性除油液，常溫下除油15min)→水洗→化學拋光→水洗→中和（5%碳酸鈉溶液）→水洗→干燥（或民度甘他工作）。
1. 磷酸
磷酸在化學拋光過程中既能起溶解作用，又在不銹鋼表面生成一層不溶性磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜，可以有效地抑制不銹鋼的過度溶解，當磷酸超過150ml/L時，會增大不銹鋼表面的磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜的厚度，抑制溶解反應(yīng)的進行，不能達到拋光效果。當磷酸濃度低于90mL/L時，不銹鋼表面磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜不連續(xù)，不能抑制不銹鋼表面在鹽酸和硝酸的作用下發(fā)生過腐蝕。實驗結(jié)果表明，磷酸在120mL/L時的拋光質(zhì)量最優(yōu)，表面接近鏡面光亮，能看清人的五官。
2. 硝酸鈉
取代了原來使用的硝酸，避免添加過程中產(chǎn)生黃煙，還可有效地除去不銹鋼表面上的氧化層。硝酸鈉低于40g/L時，氧化層難以除去，表面含有蝕坑和麻點出現(xiàn)。當硝酸鈉超過80g/L時，對不銹鋼表面會產(chǎn)生鈍化作用，使溶解速率降低，會產(chǎn)生黃煙，表面光亮度下降。實驗結(jié)果表明，硝酸鈉為60g/L時，拋光質(zhì)量最好。
3. 鹽酸
用于除去不銹鋼表面上的氧化層。當鹽酸低于40mL/L時，氧化層去除不完全，拋光效果不理想；當鹽酸超過80mL/L時，不銹鋼表面會產(chǎn)生過腐蝕，拋光性能降低，且酸霧揮發(fā)嚴重。實驗結(jié)果表明，當鹽酸為60mL/L時，拋光質(zhì)量最佳，表面接近鏡面光亮，反射能看清人的五官。
4. 添加劑
在拋光過程中起著十分重要的作用，對拋光速率和拋光效果有很大的影響。添加劑由烏洛托品、聚乙二醇、二甲基硅油、十二烷基二苯醚二磺酸鈉按1:3:1:1的質(zhì)量比復(fù)配而成。配制方法是：首先選取50g烏洛托品溶于1L水中，然后按質(zhì)量比依次添加其他三種藥品，烏洛托品起緩蝕作用，防止拋光過程中產(chǎn)生過腐蝕；聚乙二醇是大分子有機物（M6000),起到黏度調(diào)節(jié)和抑制酸霧作用；二甲基硅油起消泡作用；十二烷基二苯醚二磺酸鈉在不銹鋼表面形成吸附層，起到增光作用。實驗結(jié)果表明，復(fù)合型添加劑控制方便，添加簡單，有效提高拋光效果，添加量以15mL/L為宜。
5. 溫度
當80℃時，拋光速率快，但易產(chǎn)生過腐蝕，拋光液使用壽命較短。當?shù)陀?0℃時，拋光速率慢，表面呈霧狀，拋光效果較差。以60℃時的拋光效果最好，接近鏡面光亮，可照見人影。
6. 時間
拋光時間過長，生產(chǎn)效率低，腐蝕量大，拋光液消耗量增加。拋光時間應(yīng)控制在3~5min為宜。如果在最佳溫度和在此時間內(nèi)得不到最佳拋光效果，表明溶液成分有變化，應(yīng)作適應(yīng)調(diào)整，或化學分析后調(diào)整再操作，才能保持最佳效果。
配方 2
本配方含有鹽酸和雙氧水，雙氧水比較不穩(wěn)定，加有聚乙二醇，作為穩(wěn)定劑和光亮劑，在室溫下操作。在時間上拋光光亮即可取出，依靠雙氧水的氧化作用，如果雙氧水的光亮作用不足，應(yīng)即時補加，以保持其光亮作用。本配方不含磷酸、硝酸、硫酸，也可作為清潔生產(chǎn)的無害化配方。鹽酸廢物被堿中和后以氯化鈉無害化排出。本化學拋光只能滿足一般的光亮要求。如果要求鏡面光亮，一般都要先進行機械拋光，再采用電解拋光才能達到鏡面光亮。
配方 3
本配方為三酸體系化學拋光、不銹鋼制品在加工過程中表面生成黑色氧化皮時，經(jīng)過常規(guī)堿性化學除油后即可進行化學拋光。
1. 磷酸
當磷酸在80~120g/L時，拋光效果較好；過高，超過170mL/L時，抑制溶解反應(yīng)，使黑色氧化皮難以除去；而≤60mL/L時，磷化膜不連續(xù)，難以抑制表面被硝酸和鹽酸過溶解。
2. 硝酸
在其他成分適中時，硝酸在40~80mL/L時可得光亮、平整的拋光面。
3. 鹽酸
用于除去不銹鋼表面的黑色氧化皮。在其他成分適中時，鹽酸含量在80~120mL/L時，拋光效果最好，過高則光亮度下降。
4. 亞硝酸鈉
在其他成分正常的情況下，亞硝酸鈉的含量為1~1.5g/L,溫度在室溫，時間為5~10min時的光亮度最好。當其含量達2.0g/L時，氧化氮大量逸出，污染環(huán)境。
5. 添加劑
十六烷基氯化吡啶適量（1~3g/L)時可得極佳光亮度的拋光面。苯甲酸鈉作為緩蝕劑，尿素則抑制氮氧化物的產(chǎn)生。
6. 時間和拋光溫度
溫度在50~60℃時，拋光時間短，可得到較好的效果，但加熱后難以控制，在室溫下也可獲得同樣的拋光效果，故選擇室溫。此時拋光時間在5~10min,也便于控制。
配方 4
本配方是不使用三強酸，而是在pH等于3~4的范圍內(nèi)操作的，有利于過氧化氫的穩(wěn)定，充分發(fā)揮其拋光作用，在工藝流程中要除油（常規(guī)堿性除油去凈為止）和酸洗（鹽酸100mL/L,加六次甲基四胺1g/L,室溫，15~20min),然后進行化學拋光。拋光后要用碳酸鈉5g/L溶液中和20min。
1. 氟化氫銨
主要是對Fe2+配位成配位離子（Fe2+成［FeF6]3-)，在其他成分存在下，氟化氫銨10~14g/L均可使拋光表面光亮如鏡，可選取12g/L。
2. 雙氧水
是強氧化性的弱酸，實驗拋光溶液的pH為2~3,恰為雙氧水的穩(wěn)定pH.雙氧水與氟化氫銨共同作用的結(jié)果使拋光效果變好。在雙氧水未加時，只有其他成分，表面無拋光的變化；當加到20mL/L時，表面略發(fā)黑；當氧水加到60~140ml/L時，拋光表面為光亮如鏡。從成本和時間考慮，取80mL/L為宜。
3. 尿素
起增溶作用，避免大量氣泡逸出，使反應(yīng)穩(wěn)定，在其他成分存在下，尿素在8~14g/L時都可獲得光亮如鏡的表面。可選取10g/L為宜。
4. 苯甲酸鈉
其在拋光液中起緩蝕作用。在其他成分常規(guī)含量下，苯甲酸鈉以0.96g/L為宜。
5. 草酸
拋光液中沒有草酸，鐵不能充分溶解。草酸在2~4g/L時均可使拋光表面光亮如鏡，以取3g/L為宜。
6. 十二烷基苯磺酸鈉
主要起潤濕作用。在其他成分存在下，十二烷基苯磺酸鈉0.4~1.0g/L均可獲得光亮如鏡的拋光表面。以選取0.5g/L為宜。
7. 時間與溫度
拋光時間小于3min,拋光效果不明顯，時間超過15min,拋光過度，有銹跡麻坑出現(xiàn)，一般以5~10min為好，溫度以室溫為好，過高，會使雙氧水和草酸分解，使拋光液失效。故最好是現(xiàn)用現(xiàn)配，失效后重配。
配方 5
也是在常溫下使用雙氧水和鹽酸并加有自制的添加劑，加水各占1/4質(zhì)量分數(shù)。也可獲得較好的光亮效果。
1. 雙氧水
拋光液光亮的形成效果是依靠適量的雙氧水在溶液中產(chǎn)生Fe3+,形成黏性膜，以達到光亮效果。雙氧水含量過高，會加速Fe2+向Fe3+的轉(zhuǎn)化，使黏性膜轉(zhuǎn)弱或消失，使不銹鋼表面溶解加快，造成過腐蝕，使光亮度降低。雙氧水的用量為30~50mL。
2. 鹽酸
鹽酸用量在10mL之內(nèi)時，化學溶解作用較小，產(chǎn)生的Fe2+少，因而轉(zhuǎn)化成Fe3+的數(shù)量也較少，不能滿足拋光所需形成黏性膜的要求，拋光效果較差。當鹽酸用量超過20mL后，拋光效果較好。但超過30mL后，失重較多，使拋光成本增加。故其用量以20~30mL為好。
3. 添加劑
為一種易溶于水的無機物，其陰離子能與從不銹鋼中溶解出來的鐵離子、鎳離子、鉻離子絡(luò)合，從而控制和穩(wěn)定腐蝕化學反應(yīng)，并形成拋光所要求的黏性膜。在基礎(chǔ)配方：雙氧水20~30mL、鹽酸20~30mL、水20~30mL、添加劑的用量在20~30mL時，光亮效果最好。添加劑量達到40mL時，光亮作用反而下降，且腐蝕失重迅速上升。
4. 水
水的用量應(yīng)控制在20~30mL,水量過高，表面光亮效果下降；水量過低，表面雖光亮但不均勻，且腐蝕失重較大，拋光成本增加。故水量也應(yīng)嚴格控制。
配方 6
本拋光液適用于304不銹鋼（0Cr18Ni9).
1. 磷酸
既起溶解作用，又形成不溶性磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜，使出現(xiàn)的微觀表面凸出峰面優(yōu)先溶解而達到光亮效果，其最佳含量為110mL/L.含量過低，抑制不了鹽酸和硝酸的過溶解，使表面無光澤；其含量過高，使磷酸膜太厚，抑制溶解反應(yīng)的進行，從而導(dǎo)致氧化皮難以除去，不產(chǎn)生新的光潔表面。
2. 硝酸
其含量過低，拋光面粗糙發(fā)灰、麻點；含量過高，不銹鋼表面易形成鈍化膜，從而使光亮度下降，并產(chǎn)生大量酸霧。其最佳含量為60mL/L。
3. 鹽酸
起溶解作用。其最佳含量為140mL/L,含量過低，溶解速率慢；含量過高，溶解腐蝕加劇，都得不到滿意的效果。
4. 添加劑共有三種，即LBXQ-10A(開缸劑）LBXQ-10B(光亮劑）和LBXQ-10C(輔助光亮劑），由濟南市山東省機械設(shè)計研究院研制。需要者可向該研究院購買。三種添加劑的作用如下：
①. A劑 又稱開缸劑
主要作用是對新配拋光液起老化作用，促使磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜的形成，從而抑制磷酸對金屬的過溶解作用。新配拋光液添加5~6g/L即可。
②. B劑 又稱光亮劑
含多元醇、緩蝕劑、酚黃、無機鹽等成分，以40mL/L為佳。含量過低，光亮效果差，在補加光亮劑后，如再次拋光時，先將返工件在15%鹽酸內(nèi)放置數(shù)分鐘后再拋光，含量過高，會降低拋光速率。
③. C劑 又稱輔助光亮劑
含有多種表面活性劑，其主要作用是與光亮劑協(xié)同，保證不銹鋼表面潔凈光亮，抑制不銹鋼表面產(chǎn)生灰膜，C劑還有防止酸霧逸出的作用。以10mL/L為佳。
5. 溫度
拋光液溫度以（70±5)℃為宜。溫度過低，拋光溶解反應(yīng)速率緩慢，不銹鋼表面氧化皮難以除去，拋光效果差。溫度過高，拋光反應(yīng)太快，不易控制，能耗較高。硝酸、鹽酸易分解外逸，致使污染環(huán)境，又降低拋光液有效成分。化學拋光是放熱反應(yīng)，其釋放熱量與拋光載荷有關(guān)，即拋光件表面積與拋光液體積之比有關(guān)，即載荷愈大，其釋放熱量愈大。化學拋光所釋放的熱量要大于拋光槽所散失的熱量及工件帶走的熱量，因此，在拋光時不僅要停止加熱，還要進行冷卻。可選用聚四氟乙烯管、鈦管，起始時作為蒸氣加熱管，拋光溫度上升時又可通人冷卻液作為降溫冷卻管，以控制拋光液的溫度不超過80℃.為了使拋光液具有一定的壽命，根據(jù)處理工件面積（㎡)來計算槽液體積，用于304類型不銹鋼，每升可拋光0.5㎡.當用于1Cr18Ni9Ti不銹鋼，拋光時間采用2min,其使用壽命長達1.2m/L.因此，適當大的體積而較低的載荷，使拋光液的溫度比較穩(wěn)定，使用拋光液的周期（壽命）也較長，溶液拋光載荷應(yīng)控制。如1個日處理量1Cr18Ni9Ti不銹鋼為100m2的拋光量，則日耗體積為83L，如要使使用壽命為3天，則：100㎡÷1.2㎡/L×3d=250L。如拋光304、316不銹鋼，壽命可延長一倍。
6. 時間
拋光時間取決于不銹鋼的表面狀況。一般情況下以2~5min為宜，即可獲得非常光亮的鏡面光潔度。時間少于2min,拋光效果不理想，時間過長，多于5min,易產(chǎn)生過腐蝕。新配的拋光液，各種成分均處于上限，時間可取上限2min.如果拋光一段時間后，各成分會消耗至下限，時間可適當延長至下限（＜5min).各成分低于下限，則可適當調(diào)整或更換。
7. 工藝流程
拋光表面在拋光前務(wù)必進行化學去油，可采用常規(guī)的堿性化學除油溶液在常溫或中溫中除油，將表面除盡油漬和其他污物后經(jīng)流動水清洗后即可進行化學拋光。化學拋光液屬強酸性，要用流動水立即沖洗凈，然后進行中和，用2%碳酸鈉溶液浸洗，然后用熱水清洗，如果需要長期保存，還要進行化學鈍化，再冷水清洗，最后烘干。
配方 7
本配方可適用于69111不銹鋼零件的化學拋光，表面被拋光溶液浸蝕和整平，獲得比較光亮的表面。69111不銹鋼是屬于半奧氏體沉淀不銹鋼，由于它易于加工成型，且經(jīng)冷作硬化時效處理能獲得優(yōu)良的機械性能，且具有優(yōu)良的化學穩(wěn)定性。為了有效地去除加工過程如冷沖壓中產(chǎn)生的毛刺、機械劃傷，應(yīng)力層加熱處理過程中生成的氧化物等，改善表面粗糙度，本配方的化學拋光工藝效能高，成本低、操作簡單，有較高的拋光速率，拋光溶液具備一定的致鈍性，以保證零件基體不易產(chǎn)生過腐蝕和大量滲氫，同時還具備高的化學穩(wěn)定性、較小的溫度波動和一定的黏度等性能。
1. 預(yù)處理
化學拋光前零件必須認真地在堿性化學除油溶液（氫氧化鈉20~30g/L,碳酸鈉30~40g/L、磷酸三鈉30~40g/L,OP-10乳化劑3~5g/L)中，溫度60~80℃、時間10~15min徹底除去表面油污，使表面潔凈，然后在流動水洗凈后，將零件在30%~50%的鹽酸中預(yù)浸蝕1min,這是為了延長化學拋光溶液的使用壽命。
2. 化學拋光
小零件可放在塑料籃子內(nèi)、大零件可用尼龍繩吊掛，以減少對化學拋光溶液中金屬離子的積累，避免化學拋光溶液過早老化。當化拋液中的金屬離子如Fe2+為50g/L、三價鉻為Cr3+20g/L時，表明拋光溶液已老化，只能全換或部分更換，才能確保化學拋光正常進行。在老化之前，化學拋光進行中，鹽酸、硝酸消耗較多，應(yīng)及時補充至工藝范圍內(nèi)。
3. 溫度
可在室溫下操作，溫度在25℃為宜。開始拋光時溫度偏低，化學拋光速率慢。冬季溫度過低，易使零件表面致鈍面停止化學拋光的進行，此時應(yīng)用鹽酸溶液活化零件表面后才可繼續(xù)進行化學拋光。當溫度升高時 化學拋光速率明顯加快。化學拋光是個放熱反應(yīng)，溫度會持續(xù)上升，操作中會放出鹽酸白色蒸氣和氧化氯棕色氣體，基體金屬以高價離子形式溶解，產(chǎn)生過腐蝕現(xiàn)象，導(dǎo)致零件報廢，故應(yīng)采取降溫措施，暫停工作。
4. 后處理
零件經(jīng)化學拋光后，需經(jīng)流動水清洗干凈，并在5%的碳酸鈉水溶液中進行中和，除去表面帶有的酸跡。實踐檢驗，69111不銹鋼零件化學拋光去除量為1~5μm,一般不會造成超差。本工藝工效高，操作方便，溶液穩(wěn)定，成本低，適用于形狀復(fù)雜的零件。
配方 8
本配方為高性能環(huán)保不銹鋼拋光劑，拋光后工件表面可達到鏡面光亮效果，且廢水處理簡單，處理后對環(huán)境無污染。
1. 磷酸
主要增加拋光液黏度，在不銹鋼表面形成黏性膜和鈍化膜，可使不銹鋼表面達到平整和拋光功效。其含量低只有腐蝕作用，其含量過高，表面鈍化，達不到拋光目的。磷酸含量控制在250~340g/L時，拋光效果最佳。
2. 鹽酸
主要起溶解作用。單獨的鹽酸對不銹鋼不起溶解作用，與硝酸等相結(jié)合才有溶解能力。鹽酸在290~360g/L之間，表面拋光均勻，光亮度高；其含量高，腐蝕增大；含量低，腐蝕降低。
3. 冰醋酸
為弱腐劑，與鹽酸共同起腐蝕作用，降低溶液的腐蝕能力，使不銹鋼表面腐蝕均勻。使用硫酸代替冰醋酸、拋光均勻程度稍差。冰醋酸含量高低對拋光效果影響不大，為了節(jié)約成本，一般控制在150~240g/L為宜。
4. 硝酸鈉
為強氧化劑，在拋光液中代替硝酸，使用比較方便。其作用是溶解表面形成的鈍化膜，對表面有增光作用。以120~150g/L較好。含量高，反應(yīng)速率快，生產(chǎn)效率高，但不易控制。含量低，速度慢，效果較差。
5. 復(fù)合表面活性劑
復(fù)合表面活性劑是由多種表面活性劑及其他有特效成分的化合物經(jīng)過實驗而組成的，控制方便，添加簡單，能有效地提高拋光效果。其添加量在10~15g/L,工件要求達到鏡面或近似鏡面效果時添加量可增加到20g/L。復(fù)合表面活性劑的組成：起光亮作用的有有機胺、明膠、苯甲酸、水楊酸、磺酸和各種苯二酚等，添加量為3~5g/L;起黏度調(diào)節(jié)作用的有丙二醇、纖維素醚和聚乙二醇等，添加量為5~10g/L;起緩蝕作用的有六亞甲基四胺、若丁、有機胺等，添加量為0.1%~1.0%;起消泡作用的有磷酸三丁酯、二甲基硅油和醇類物質(zhì)，添加量為0.01%~0.1%.總之，復(fù)合表面活性劑可以在工件面產(chǎn)生吸附黏膜，增強浸潤效果，而且起緩蝕、增光、消泡等作用，可使反應(yīng)平穩(wěn)的進行。
6. 溫度
化學拋光的反應(yīng)速率同溶液溫度幾乎呈正比，溫度越高，對材料的溶解能力越強，反應(yīng)速率越快，當溫度低于50℃,反應(yīng)速率非常慢，幾乎無拋光作用。溫度在75~85℃為宜。
7. 攪拌
在拋光過程中，表面會產(chǎn)生許多氣泡，若不進行攪拌，工件凹部和內(nèi)側(cè)由于氣泡滯留，產(chǎn)生拋光不均勻，出現(xiàn)過腐蝕、條紋狀拋光表面。若攪拌速率過快，使泡沫增高，溶液有效高度降低，工件局部在泡沫中拋光，影響整體表面拋光效果。實踐證明，攪拌采用移動的方式，以8~12次／min為宜。
8. 化學拋光工藝流程
化學除油（磷酸3kg、無水檸檬酸4kg,甲基乙基酮3kg),OP-10(辛基酚聚氧乙烯醚2kg,水88kg)→流動水洗→浸蝕（奧氏體適用：硫酸150~180g/L,硝酸鈉40~50g/L,氯化鈉10~20g/L,溫度60~80℃,時間5~8min;若為馬氏體適用：硝酸140~150mL/L,磷酸100~120mL/L,室溫，時間5~10min;表面若殘留有含碳灰渣，可用超聲波去除或用硫酸30~50g/L,鉻酐80~100g/L,氯化鈉2~4g/L,室溫處理5~10min)→流動水洗→化學拋光。
配方 9
這是以雙氧水和草酸配合的不銹鋼化學拋光劑，硫酸含量為0.1g/L,僅起著調(diào)整酸度的作用。十二烷基苯磺酸鈉起潤濕作用，使拋光均勻。加溫至50℃,以提高拋光速率。本拋光液采用無毒物質(zhì)作為主要成分，牟培興曾用此液作為手表軸齒化學拋光工藝實驗作了總結(jié)。
配方 10
本配方均不含各種強酸，解決廢水排放、環(huán)境污染和處理成本高的問題，所獲得的表面光亮度為一般。通過加溫和延長時間可提高亮度。
