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技术平台不锈钢表面抛光技术研究概述于艳辉（永城职业学院，河南 永城 476600）摘 要：不锈钢表面抛光有机械抛光、化学抛光、电解抛光等多种工艺方法。
本文对不锈钢的抛光方法从工艺、成本、环保、应用等多方面进行综合评述，通过对机械抛光中的PVA砂轮、化学抛光中的无烟不锈钢抛光、电解抛光的分析得出它们各自的优缺点，提出更为合理的不锈钢抛光方法也就是新型抛光工艺即机械抛光与电化学抛光相结合的组合抛光方法，该种方法环保，不锈钢的色泽好，有很好的实用价值，性能优越。
关键词：不锈钢；表面抛光技术0 概述不锈钢材料因其良好的机械耐磨性、耐化学腐蚀以及易加工等特点，被广泛应用在化学工业、纺织工业、仪表、食品机械、医疗机械、航天航空、原子能、军工、轻工、建材和太阳能利用等行业。
不锈钢厨具、餐具等不锈钢制品随着人们生活水平的提高越来越多地走进人们的家庭生活中。
家庭生活用品的不锈钢要求不仅要使用寿命长，还要镜面光亮细腻，能够满足人们对美观的要求。
不锈钢材料在加工过程中大都是高温过程，表面往往有一层灰色氧化膜或毛刺，即较厚的氧化皮，而且在切割和焊接等加工过程中进一步产生新的黑色氧化皮，不仅影响到不锈钢产品的外观，也会影响到产品的质量。
由此可见，如何正确有效处理不锈钢制品的表面显得尤为重要。
不锈钢材料常用的表面处理技术有：机械抛光、化学抛光、电解抛光等。
它们各有各的优缺点，在实际应用中，我们可以把它们综合起来，采用新型不锈钢抛光工艺，使之经久耐用，降低成本，质量更好。
组合抛光的不锈钢具有良好的耐化学腐蚀性，产品表面细腻悦目，光泽度好，综合性能优良等特性。
1 机械抛光机械抛光是指用抛光带、抛光轮等进行抛光。
通过机械抛光，产品镜面的表面粗糙度可达到0.4μm下。
硬抛光轮或抛光带可以抛光的零件形状较为简单，采用软抛光轮抛光的零件形状可以相对复杂些。
机械抛光因其小的表面磨削量，对于粗糙表面难以抛光，故需要用沾有磨光膏的磨光轮、磨光带进行预先磨光。
不锈钢化学抛光工艺的研究不锈钢是一种耐腐蚀的金属材料，广泛应用于建筑、汽车、厨具、医疗设备等领域。
然而，由于加工过程中产生的表面缺陷以及与环境接触引起的氧化和腐蚀问题，不锈钢的表面往往需要进行抛光处理，以改善其外观和耐蚀性能。
化学抛光过程首先是表面清洗，目的是去除尘埃、油脂和其他杂质，以确保抛光效果。
清洗方法包括溶剂清洗、碱洗、酸洗等。
随后，进行表面钝化处理，常用的方法是在一定条件下，使用硝酸或氢氟酸制成的溶液，使不锈钢表面形成一个致密的、具有抗腐蚀能力的氧化膜。
表面钝化处理能够增加不锈钢的耐蚀性能，延长其使用寿命。
化学抛光最关键的环节是酸溶液的配方和工艺控制。
酸溶液的主要成分一般是硝酸、氟化物、酸性还原剂等。
硝酸能与不锈钢表面的氧化物发生反应，氟化物则在反应中起催化剂的作用，加速氧化物的去除。
酸性还原剂一般是硫酸或盐酸，用于降低酸溶液的pH值，保持其酸性。
除了酸溶液的配方，工艺的控制也非常重要，包括温度、浸泡时间、搅拌速度等。
这些参数的控制可以影响抛光效果，所以需要根据具体情况进行调整。
此外，不锈钢化学抛光还面临一些挑战和问题，例如抛光后的表面光亮度不均匀、表面粗糙度难以控制、抛光过程中产生的废水治理等。
针对这些问题，研究者们已经进行了一些探索和实践。
例如，通过调整酸溶液的配方和工艺参数，优化抛光效果；采用电化学抛光技术，提高抛光效率和表面质量；开发高效的废水处理方法，减少环境污染等。
总的来说，不锈钢化学抛光是一种重要的表面处理技术，可以提高不锈钢的外观和耐蚀性能。
随着研究的深入，相信不锈钢化学抛光技术将不断改进和完善，为不锈钢的应用领域提供更好的解决方案。
医用不锈钢抛光技术研究报告胡刚岭 槐磊苏州微创骨科医疗工具有限公司 江苏 苏州 215000摘 要 对现有的提高产品表面粗糙度的技术手段进行调研、分析，引入新的技术方案，解决医疗器械行业的痛点问题。
关键词 医用不锈钢；抛光技术；医疗器械Research Report on Medical Stainless Steel Polishing TechnologyHu Gang-ling, Huai LeiMicroport Orthopedic Instruments Suzhou Co., Ltd., Suzhou 215000, Jiangsu Province, ChinaAbstract The existing technical means to improve product surface roughness are investigated and analyzed, and new technical solutions are introduced to solve the difficult points of the medical device industry.Key words medical stainless steel; polishing technology; medical device1 目的医疗器械是指直接或者间接用于人体的仪器、设备、器具、体外诊断试剂及校准物、材料以及其他类似或者相关的物品，所以对产品生物相容性、耐腐蚀性、表面清洁性有更高的要求。
其中提高产品表面的粗糙度是提高以上3种性能的一种有效手段，也是医疗器械比较常用的方式。
此技术报告就是对现有的提高产品表面粗糙度的技术手段进行调研、分析，引入新的技术方案，解决医疗器械行业的痛点问题。
2 行业痛点分析一类器械的制作主要使用的材料有不锈钢、铝合金、钛合金等金属和PPSU、PEI、POM、PEEK等高分子材料。
不锈钢基板的化学抛光研究邹微波，魏昕，杨向东，谢小柱（广东工业大学机电工程学院，广东广州510006）来稿日期：2012-03-14基金项目：国家自然科学基金（51175092），教育部高校博士学科专项科研基金（20104420110002），广东省自然科学基金（10151009001000036）作者简介：邹微波，（1986-），男，江西，在读硕士研究生，主要研究方向是超精密加工；魏昕，（1964-），女，江西，博士，博士生导师，主要从事微电子制造技术，精密加工理论研究1引言软性显示器基本构造由基板（Substrate ）、中间显示介质与薄膜封装（Thin Film Encapsulation ）等三层主要结构。
而软性显示器用基板材料为软性显示器最重要的组成组件之一，基板材料的选择将决定软性显示器的发展方向。
基板材料主要有塑料、薄型不锈钢和超薄化玻璃基板等三大类，而薄型不锈钢基板具有诸多优点，例如重量轻、可卷曲、耐高温制程、耐辐射、阻水阻氧的功能使其在平面显示器上使用时不需要镀上许多特殊的防水汽防氧气的保护层、制造成本低廉及取得方便等等。
并具备R2R （Roll-to-Roll ）的制程可能性，同时也可充分利用目前主流的玻璃基板TFT-LCD 生产线，从而节省大量的设备升级换代资金，因此，不锈钢被认为是下一代显示器基板的一种理想材料选择。
然而，平板显示行业对不锈钢基板的表面粗糙度要求极高。
目前，研究界和产业中采用的不锈钢抛光方法主要有化学抛光、电化学机械抛光和化学机械抛光等。
文献[1]研制了无磷酸化学抛光液并对不锈钢进行抛光，获得了不锈钢表面粗糙度由抛光前Ra0.17μm 降低到了抛光后Ra0.11μm 的效果。
文献[2]研究了由一台立式铣床改装的电化学机械复合抛光装置对不锈钢的加工，获得了表面粗糙度为Ra0.012的加工结果。
文献[3]在研究柔性有机薄膜晶体管（OTFT ）时，利用化学机械抛光技术分别对304不锈钢和430不锈钢进行了抛光，获得了将表面粗糙度为Ra33.8nm 的304不锈钢和Ra19.5nm 的430不锈钢基板抛光到表面粗糙度为Ra2.5nm 的研究结果。
文献[4]对不锈钢衬底进行化学机械抛光，获得了表面粗糙度为Rq0.7nm 的抛光结果。
这些研究都较好的证明了对不锈钢基板精密加工的可行性，但至今有关用于不锈钢化学机械抛光的抛光液配方研究的文献报道很少。
通过不锈钢基板的化学抛光研究，研究了不同抛光液组份对抛光效果的影响，分析了不同化学组份的作用机理。
2实验2.1实验材料与设备实验选用SUS304不锈钢样件，其主要化学成分包括Cr 、Ni 、Fe ，其尺寸为（20×10×0.8）mm ，表面粗糙度为Ra1.354μm 。
将单位时间单位面积的抛光前后不锈钢质量的变化量定义为失重率，用以评价材料去除率和抛光效率，不锈钢抛光前后的质量用METTLER TOLEDO 精密天平称（精度达到万分之一克）；不锈钢抛光前后的表面粗糙度用OLYMPUS400激光共聚焦显微镜测量，用以评价摘要：不锈钢基板是下一代柔性显示器的理想选择，对其表面加工是世界各国显示器厂商争相研究攻克的技术。
根据不锈钢基板的主要化学成分，提出了化学抛光液的配制原则。
通过测量不锈钢基板表面粗糙度和失重率的变化，研究不同抛光液组份对抛光效果的影响，分析不同化学组份的作用机理，确定了以磷酸、盐酸、硝酸、亚硝酸钠和添加剂为主要成分的不锈钢基板化学抛光液。
结果表明，在一定的工艺条件下，锈钢基板由抛光液抛光后可取得较好的抛光表面。
关键词：不锈钢基板；化学抛光；表面粗糙度；失重率中图分类号：TH16；TG175文献标识码：A文章编号：1001-3997（2013）01-0258-03Research on Chemical Polishing Method for Stainless Steel SubstrateZOU Wei-bo ，WEI Xin ，YANG Xiang-dong ，XIE Xiao-zhu（Faculty of Electromechanical Engineering ，Guangdong University of Technology ，Guangdong Guangzhou 510006，China ）Abstract ：The stainless steel substrate is the ideal choice for the next generation of flexible display ，since its surface processing is the capture technology that the word display manufacturers compete to study.It gives the principle for deploying chemical polishing solution ，which is summarized based on the main chemical compositions of stainless steel substrate.It has been investigated the effects of different polishing solution on the polished surface ，through measuring the roughness of the polished surface of stainless steel substrate and the changed rate of weight loss.The working principle from different chemical composition of the solution has been analyzed and finally figures out the polishing solution which is mainly made up of phosphoric acid ，hydrochloric acid ，nitric acid ，sodium nitrite and additives.The result indicates that better polished surface can be achieved by using polishing solution within a certain technology condition during stainless steel substrate polishing.Key Words ：Stainless Steel Substrate ；Chemical Polishing ；Surface Roughness ；Weight Loss RateMachinery Design ＆Manufacture机械设计与制造第1期2013年1月258抛光质量。
2.2实验方法由SUS304不锈钢的主要化学成分可知，不锈钢表面耐腐蚀性致密的主要氧化薄膜为铬、镍、铁的氧化物，故在配制抛光液时，加入的试剂需要与之反应，且使不锈钢表面凸起部位的溶解速度大于凹陷表面的溶解速度。
抛光液为在蒸馏水中添加一定量的腐蚀剂、氧化剂及添加剂组成。
腐蚀剂主要起腐蚀溶解作用，分别取A 1、A 2、A 3、A 4、A 5五种浓度值的磷酸（分析纯），B 1、B 2、B 3、B 4、B 5五种浓度值的盐酸（分析纯）；氧化剂主要起钝化作用，分别取C 1、C 2、C 3、C 4、C 5五种浓度值的硝酸（分析纯），D 1、D 2、D 3、D 4、D 5五种浓度值的亚硝酸钠；添加剂为M 的六次甲基四胺、N 的尿素，在常温下抛光10min 。
每次实验前，须对不锈钢进行表面除油处理。
除油液的组份为：（30~60）g/L 的氢氧化钠（分析纯）、（20~40）g/L 的碳酸钠（分析纯）、（10~20）g/L 的磷酸钠（分析纯）、（2~3）g/L 的OP-10乳化剂，温度θ为（50~60）℃，时间为5min 。
3结果与分析双层膜理论认为，金属抛光可分为表面的平滑化和光亮化两个阶段[5]。
理论同样也适用于不锈钢的化学抛光。
平滑化阶段是宏观抛光，去除不锈钢表面的几何学上的不平整；光亮化阶段是微观抛光，主要去除不锈钢表面微小的凸凹不平，可获得较光亮的表面。
化学抛光过程、表面的平滑化和光亮化程度都是由不锈钢与抛光液的反应结果而决定的。
所以，抛光液的成分对抛光效果有着至关重要的影响。
3.1磷酸浓度对抛光效果的影响磷酸的粘度较大，在抛光过程中对不锈钢起腐蚀溶解作用，同时也可在不锈钢表面生成一层不溶性的白色磷酸盐转化膜（FePO 4·2H 2O ），阻碍金属表面和本体溶液之间的扩散，使得金属的腐蚀相对减慢[6]，表面凹凸部位最终平整化。
反应方程如下：Fe 3++H 3PO 4+2H 2O —FPO 4·2H 2O+3H+磷酸浓度对不锈钢抛光效果的影响，如图1所示。
随着磷酸浓度的增加，不锈钢表面粗糙度Ra 逐渐减少，失重率即抛光效率增大。
当磷酸浓度达到A 4，其抛光效果较好。
但随着磷酸的浓度继续增加，失重率增大变缓，抛光表面粗糙度Ra 反而增大。
这是因为刚开始时不锈钢中的金属元素很容易与磷酸发生化学反应而溶解，表面粗糙度值逐渐减少。
当浓度超过A 4时，溶液的粘度增加，促进了不锈钢表面磷酸盐转化膜的形成，阻碍了不锈钢的腐蚀溶解作用，使得抛光效果变差。
因此，磷酸浓度为A 4抛光效果最佳。
1.210.80.60.40.20 1.210.80.60.40.20A 1A 2A 3A 4A 5磷酸浓度（mL/L ）失重率（g /m 2.m i n ）R a （μm ）Ra失重率图1磷酸浓度对不锈钢抛光表面粗糙度和失重率的影响Fig.1Effects of Phosphoric Acid Viscosity on Roughness andWeightlessness Rate of Stainless Steel Surface（盐酸B 4，硝酸C 3，亚硝酸钠D 4，六次甲基四胺M ，尿素N ，常温下抛光10min ）3.2盐酸浓度对抛光效果的影响盐酸溶液中存在着活性离子（Cl-），氯离子能有选择地优先吸附在不锈钢表面钝化膜上，把氧离子排挤掉，然后和钝化膜中的阳离子结合成可溶性的氯化物[7]。
钝化膜主要成分为Cr 2O 3、NiO 。
反应式如下：6Cl -+6H ++Cr 2O 3—2CrCl 3+H 2O 32Cl -+2H ++NiO —NiCl 2+H 2O盐酸浓度对不锈钢抛光效果的影响，如图2所示。
