轴承钢是目前制造行业中应用范围最广、使用要求最高的钢种之一,也是所有合金钢中检测项目最多及质量要求最严格的钢种,轴承钢广泛用于轴承零部件的制造。随着高速铁路、风电和航空航天工业的快速发展,在特殊环境使用的轴承朝着高负荷、高转速、特大型、低噪声、极限温度等方向发展,这些极端条件下使用的轴承就对轴承钢的表面质量提出了更高的要求,需要轴承钢的表面达到纳米级的表面粗糙度,以及接近于零的损伤层厚度,这就急需要大力发展高性能轴承钢的超精密加工。由于高性能轴承钢具有硬度高、耐磨强度高、疲劳强度高的特性,对高性能轴承钢的超精密加工难度很大,所以对高性能轴承钢超精密加工的研究具有重要的意义。基于此,本文使用化学机械抛光工艺进行高性能轴承钢的超精密加工,从加工工艺的角度,研究工况参数和抛光液组分等对高性能轴承钢化学机械抛光性能的影响规律,探明关键的影响因素,并研究了不同抛光液组分对高性能轴承钢化学机械抛光的机理。首先,对高性能轴承钢化学机械抛光工艺参数进行了优化,从抛光压力、转速、抛光液流速、抛光液磨粒浓度四个参数考察,系统、综合地分析各个工艺参数之间的交互作用,最终优化抛光实验参数。其次,研究了过氧化氢作为氧化剂对高性能轴承钢的化学机械抛光,并研究了其去除机理。最后,研究了过硫酸盐作为氧化剂对高性能轴承钢的化学机械抛光及去除机理。本文的主要研究内容如下:(1)使用正交法优化了高性能轴承钢的化学机械抛光工艺参数通过设计正交试验,并且借助方差分析法研究了不同抛光工艺参数对高性能轴承钢化学机械抛光表面粗糙度与高性能轴承钢材料去除速率的影响,最后,获得了优化的高性能轴承钢化学机械抛光工艺参数。(2)过氧化氢作为氧化剂对高性能轴承钢化学机械抛光的研究首先,研究了单独使用过氧化氢作为氧化剂对高性能轴承钢化学机械抛光的影响,并从羟基自由基氧化性角度初步解释过氧化氢对高性能轴承钢化学机械抛光的机理。其次,研究了过氧化氢协同乙二胺四乙酸二钾盐对高性能轴承钢化学机械抛光的影响,结果表明,在化学机械抛光中,不仅存在化学作用和机械作用的动态平衡,而且化学作用内部还存在一定的动态平衡机制,然后通过静态腐蚀实验、电化学实验分析了不同浓度过氧化氢对高性能轴承钢的腐蚀情况,最后使用X射线光电子能谱分析,研究了在添加一定质量分数乙二胺四乙酸二钾盐的条件下,不同浓度的过氧化氢在高性能轴承钢表面生成的氧化物状态。(3)过硫酸盐作为氧化剂对高性能轴承钢化学机械抛光的研究首先,研究了过硫酸钾作为氧化剂对高性能轴承钢化学机械抛光的影响,并从硫酸根自由基氧化的角度初步阐述了过硫酸钾对高性能轴承钢化学机械抛光的机理,研究结果表明,过硫酸钾作为氧化剂极适合高性能轴承钢化学机械抛光粗抛光阶段。其次,研究了双氧化剂体系下高性能轴承钢的化学机械抛光,结果表明,过氧化氢-过硫酸钾体系下的抛光液可有效降低高性能轴承钢的表面粗糙度,使其表面达到亚纳米级精度,显著提高抛光后高性能轴承钢的表面质量,非常适合高性能轴承钢化学机械抛光的精抛光阶段。总之,高性能轴承钢通过化学机械抛光来加工,可以为高性能轴承钢的加工建立新原理、新方法和新工艺。本文的研究成果扩展了高性能轴承钢的加工方法,并且为进一步实现高性能轴承钢的超精密加工提供理论支持。