GCr15轴承钢作为最典型的轴承钢钢材之一,因具有卓越的性能已被广泛用于机械工业中一些关键基础零部件（如轴承）的制造。轴承在航空航天、高速铁路、医疗器械以及机器人等领域应用广泛,但其使用寿命和性能受最终表面光洁度的影响很大。因此,为了获得优异的工作性能和较长的使役寿命,需要提高轴承的表面质量和形状精度。虽然我国轴承的产量较高,但高质量、高要求的轴承仍依赖大量进口,研究制造出高质量的轴承,对于我国工程机械行业的发展具有极大的促进作用。目前,化学机械抛光技术可以实现亚纳米级的表面粗糙度,已逐渐被用于提高轴承钢的表面质量和工艺精度。在轴承钢的化学机械抛光过程中,氧化剂起着至关重要的作用。故本文主要研究了氧化剂对轴承钢抛光性能的影响规律和作用机理。利用化学机械抛光技术,结合静态腐蚀实验,电化学实验,以及XPS检测技术等实验手段,首先研究了几种常用的氧化剂对轴承钢抛光性能的影响规律,并比较了氧化剂的氧化能力,为后续氧化剂的选择提供了参考;其次揭示了过硫酸钾基抛光液在轴承钢抛光中的作用机理;最后根据氧化剂在轴承钢表面的氧化过程推导了相关的数学模型,并初步对模型系数与抛光性能的内在联系进行了探索。本文的主要研究内容和结果如下:（1）系统研究了几种常用氧化剂对GCr15轴承钢抛光性能的影响规律探究了几种常用的氧化剂在GCr15轴承钢抛光中的影响规律,并对其氧化能力与抛光性能间的联系展开了研究。实验结果表明,GCr15轴承钢的材料去除速率随着过氧化氢,碘酸钾,高碘酸钾和硝酸铁浓度的增加呈现先升高后降低的趋势,最高可达293 nm/min,表面质量最优约为1.9 nm;随着过硫酸钾和过硫酸铵浓度的增加呈现近乎直线上升的趋势,去除速率可达到1308 nm/min,表面粗糙度值为5.3 nm左右。由于硝酸铁始终具有较低的抛光速率,高碘酸钾的溶解度极低,浓度范围较窄限制了其他试剂的选择性,因此二者不适用于轴承钢的抛光;碘酸钾和过硫酸盐可作为轴承钢抛光有效的氧化剂。实验表明,氧化剂的标准还原电位、电化学性能与抛光性能之间并非线性相关,氧化能力与抛光性能之间存在着复杂的氧化动力学和化学反应,但可据其初步判断氧化剂在抛光过程中的氧化能力,为筛选轴承钢抛光的氧化剂提供基础性的实验数据和有益的指导。（2）探究了过硫酸钾基抛光液对GCr15轴承钢抛光性能的影响机理依次研究了p H,过硫酸钾浓度和络合剂对GCr15轴承钢化学机械抛光性能的影响规律,阐明了过硫酸钾基抛光液的作用机理。实验结果表明,材料去除速率MRR受p H的影响不大,但表面粗糙度R_a随着p H的增加逐渐减小。在p H 8.0时,随着过硫酸钾浓度的增加,MRR以48 nm/min/m M的斜率线性增加,但由于过硫酸盐的腐蚀作用,轴承钢的表面质量逐渐恶化,并伴有黑色的残留物产生,这可归因于过硫酸盐的氧化作用导致大量的Fe²⁺和Fe³⁺产生,同时很大一部分的Fe²⁺和Fe³⁺与OH^-反应形成粗糙且不均匀的Fe₃O₄表面膜。加入适当浓度的络合剂乙二胺四乙酸（EDTA）后,铁离子与EDTA发生螯合反应,与铁的氧化物共同形成致密的保护性复合表面膜,使R_a降至1.7nm,且无黑色残留,最终可获得高质量的表面。研究表明,过硫酸钾基抛光液可以在弱碱性条件下实现轴承钢纳米级表面光洁度,在轴承钢抛光领域具有很好的应用前景,为轴承钢的抛光工艺提供了一种新型的氧化剂。（3）建立了GCr15轴承钢抛光中氧化剂作用的模型并探索了相关系数的作用通过解耦分析氧化剂,络合剂和机械作用对GCr15轴承钢去除速率的影响,建立了相关的数学模型。选择两种典型的具有不同抛光速率趋势的氧化剂过氧化氢和过硫酸钾的实验数据进行拟合。拟合结果表明,与氧化反应相关的化学反应速率常数k₁和k₂决定了GCr15轴承钢的去除速率和反应历程,所建立的氧化剂模型与实际的实验数据趋势相近,可较为准确的描述抛光过程,且拟合曲线的趋势与这两种氧化剂的抛光过程对应的机理相符。通过阿伦尼乌斯方程深入考察了系数k₁和k₂。k₁,k₂描述了氧化剂在抛光过程中其分子与铁原子相互作用形成有效的分子碰撞的能力,决定了初始氧化阶段反应速率的上限,从分子活化能角度得出影响抛光速率的本质原因。通过对相关系数的进一步推导和分析,可知温度差系列实验可以从根本上研究GCr15轴承钢抛光过程中氧化剂氧化能力的影响规律。综上,氧化剂在轴承钢的化学机械抛光过程中是不可或缺的,也是至关重要的。本文研究的内容对于轴承钢抛光中氧化剂的选择,提供了一定的实验基础和理论参考,有效避免了资源的浪费,并且提出从分子动力学的角度探究氧化剂的氧化能力与抛光性能之间的联系,提供了一种可用于轴承钢抛光的新型有效的氧化剂,可以高效率地获得高质量的轴承钢表面。