高精密弱堿性不銹鋼拋光液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及不銹鋼精密加工領(lǐng)域，特別是涉及一種高精密弱堿性不銹鋼拋光液及 其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前市場不銹鋼傳統(tǒng)的拋光方法主要有化學(xué)拋光、電解拋光、機(jī)械拋光等，這些傳 統(tǒng)方法或多或少都存在一定的問題，化學(xué)拋光與電解拋光雖然能對于各種不規(guī)則形狀的不 銹鋼進(jìn)行拋光，但是所采用的拋光液或電解液都具有強(qiáng)酸性，腐蝕性很高，對于操作員以及 環(huán)境都有很大的危害;而機(jī)械拋光雖然污染較小，但是所采用的拋光蠟、砂紙等耗材拋出來 的不銹鋼表面粗糙度較高，光亮度較差，達(dá)不到高精密應(yīng)用的要求。
[0003] 化學(xué)機(jī)械拋光就是針對這些傳統(tǒng)拋光方法的不足，提出的一種高效、低污染的一 種方法，并且有了一個(gè)很好的發(fā)展。但是不銹鋼的化學(xué)機(jī)械拋光液主要還是以酸性為主，因 為在酸性條件下，不銹鋼的化學(xué)反應(yīng)更容易進(jìn)行，而酸性拋光液也較易配制。在堿性條件下 拋光，不銹鋼因化學(xué)作用不充分，而容易出現(xiàn)橫紋、橘皮等表面缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種高精密弱堿性不銹鋼拋光液及其制備方 法，該拋光液切削率快，平化效率高，表面質(zhì)量好，且pH值為弱堿性，相較于傳統(tǒng)的強(qiáng)酸性拋 光液，腐蝕性較弱，對于設(shè)備、人員以及環(huán)境的危害都較小。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種高精密弱堿性不 銹鋼拋光液，該拋光液包含納米硅溶膠、絡(luò)合劑、表面活性劑和水，pH值為7~11，其各組分的 重量百分含量為:納米硅溶膠5~96%，絡(luò)合劑0.05~2%，表面活性劑0.001~1%，水為余量;所述 的納米硅溶膠固含量為40%。
[0006] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述納米硅溶膠的粒徑為20~90nm。
[0007]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的絡(luò)合劑為二乙醇胺、葡萄糖酸鈉、硫代硫酸 鈉、多聚磷酸鈉、焦磷酸鈉、二羥基甘氨酸、羥乙二胺四醋酸鈉鹽中的一種或幾種。
[0008] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述表面活性劑為烷基三甲基季銨鹽、月桂基磷酸 酯鹽、脂肪酸羥乙基磺酸鈉、十二烷基二乙二醇醚、N-?；被猁}、烷基酚聚氧乙烯醚中 的至少一種。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種高精密弱堿性 不銹鋼拋光液的制備方法，包括以下步驟： (1) 按照重量配比稱取納米硅溶膠、絡(luò)合劑、表面活性劑和水； (2) 將絡(luò)合劑溶于水中，徹底溶解，攪拌均勻； (3) 將納米硅溶膠加入到步驟(2)中，攪拌均勻，制成懸浮液； (4) 在懸浮液中加入表面活性劑，攪拌均； (5) 調(diào)節(jié)pH值至7~11。
[0010] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用添加合適的絡(luò)合劑一種或者幾種組合的方式， 使得拋光液在堿性下促進(jìn)化學(xué)作用，提高切削率;添加適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣﹣碓鰪?qiáng)拋光液平 化效率，改善流體力學(xué)性能，最終可獲得一個(gè)快速的加工效率，以及很高的表面質(zhì)量;該拋 光液切削率快，平化效率高，表面質(zhì)量好，且pH值為弱堿性，相較于傳統(tǒng)的強(qiáng)酸性拋光液，腐 蝕性較弱，對于設(shè)備、人員以及環(huán)境的危害都較小。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 下面將對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施 例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范 圍。
[0012] 實(shí)施例1 制備六份拋光液A、B、C、D、E、F: 按照重量配比稱取納米硅溶膠、絡(luò)合劑、表面活性劑和水，在489g水中分別加入10g二 乙醇胺、l〇g葡萄糖酸鈉、l〇g多聚磷酸鈉、l〇g二乙醇胺和葡萄糖酸鈉的混合物、l〇g二乙醇 胺和多聚磷酸鈉的混合物、1 〇g葡萄糖酸鈉和多聚磷酸鈉的混合物，攪拌均勻后，各加入 500g固含量為40%，粒徑大小為80nm的硅溶膠，攪拌均勻，再各加入lg脂肪酸羥乙基磺酸鈉， 攪拌均勻后采用氫氧化鈉或者硝酸調(diào)節(jié)pH為9,配制六份固含量為20%的拋光液A、B、C、D、E、 F〇
[0013]制備一份對比拋光液G: 按照重量配比稱取納米硅溶膠和水，在500g水中加入500g固含量為40%，粒徑大小為 80nm的硅溶膠，攪拌均勻采用氫氧化鈉或者硝酸調(diào)節(jié)pH為9,配制一份固含量為20%的拋光 液G〇
[0014]將所制得樣品在Logitech⑶P單面拋光機(jī)上拋光。下壓：3psi，下盤以及載盤轉(zhuǎn) 速50 1?^，拋光液流速：100 111171^11，不銹鋼片尺寸為6.5*6.5〇11，拋光墊為黑色阻尼布拋 光墊，拋光時(shí)間為l〇min。切削率測量采用稱重法，即拋光前后分別采用分析天平稱重，其差 值就為切削率。表面質(zhì)量檢測方法為在射燈下肉眼檢測。該拋光液切削率及表面質(zhì)量見表 1〇
[0015]表1
從表1中數(shù)據(jù)中可以看出，娃溶膠不添加任何添加劑，切削率低，且表面質(zhì)量差，有明顯 的橘皮現(xiàn)象。隨著不同絡(luò)合劑和表面活性劑的加入，切削率有增加趨勢，表面質(zhì)量有極大的 改善，且多種絡(luò)合劑的添加比單一絡(luò)合劑能獲得一個(gè)更好的效果。
[0016] 實(shí)施例2 制備六份拋光液A、B、C、D、E、F: 按照重量配比稱取納米硅溶膠、絡(luò)合劑、表面活性劑和水，在499、498.5、494、489、484、 479g水中加入(^、0.58、58、1(^、158、2(^葡萄糖酸鈉和多聚磷酸鈉的混合物，攪拌均勾，各 加入500g固含量為40%，粒徑大小為80nm的硅溶膠，攪拌均勻后各加入lg脂肪酸羥乙基磺酸 鈉，攪拌均勻后采用氫氧化鈉或者硝酸調(diào)節(jié)pH為9,配制六份固含量為20%的拋光液A、B、C、 D、E、F〇
[0017]將所制得樣品在Logitech⑶P單面拋光機(jī)上拋光。下壓：3psi，下盤以及載盤轉(zhuǎn) 速50 1?^，拋光液流速：100 111171^11，不銹鋼片尺寸為6.5*6.5〇11，拋光墊為黑色阻尼布拋 光墊，拋光時(shí)間為lOmin。切削率測量采用稱重法，即拋光前后分別采用分析天平稱重，其差 值就為切削率。表面質(zhì)量檢測方法為在射燈下肉眼檢測。該拋光液切削率及表面質(zhì)量見表 2〇
[0018]表2
表2數(shù)據(jù)顯示，隨著絡(luò)合劑的量逐漸增加，切削率有上升趨勢，且表面質(zhì)量有所提升。
[0019] 實(shí)施例3 制備五份拋光液A、B、C、D、E: 按照重量配比稱取納米硅溶膠、絡(luò)合劑、表面活性劑和水，分別在490g、490g、490g、 489g、480g水中各加入10g葡萄糖酸鈉和多聚磷酸鈉的混合物，攪拌均勻，各加入500g固含 量為40%，粒徑大小為80111]1的娃溶膠，攪拌均勾后分別加入(^、0.0]^、0.]^、]^、1(^脂肪酸輕 乙基磺酸鈉，攪拌均勻后采用氫氧化鈉或者硝酸調(diào)節(jié)pH為9,配制六份固含量為20%的拋光 液A、B、C、D、E〇
[0020] 將所制得樣品在Logitech⑶P單面拋光機(jī)上拋光。下壓：3psi，下盤以及載盤轉(zhuǎn) 速50 1?^，拋光液流速：100 111171^11，不銹鋼片尺寸為6.5*6.5〇11，拋光墊為黑色阻尼布拋 光墊，拋光時(shí)間為lOmin。切削率測量采用稱重法，即拋光前后分別采用分析天平稱重，其差 值就為切削率。表面質(zhì)量檢測方法為在射燈下肉眼檢測。該拋光液切削率及表面質(zhì)量見表 3〇
[0021] 表3
表3數(shù)據(jù)顯示，表面活性劑的增加對表面也有一定的改善，但是添加量過多會(huì)導(dǎo)致切削 率的降低。
[0022] 實(shí)施例4 制備五份拋光液A、B、C、D、E: 按照重量配比稱取納米硅溶膠、絡(luò)合劑、表面活性劑和水，分別在939g、739g、489g、 239g、29g水中各加入10g葡萄糖酸鈉和多聚磷酸鈉的混合物，攪拌均勻，分別加入50g、 25(^、50(^、75(^、96(^固含量為40%，粒徑大小為8011111的硅溶膠，攪拌均勻后各加入4脂肪 酸羥乙基磺酸鈉，攪拌均勻后采用氫氧化鈉或者硝酸調(diào)節(jié)pH為9,配制六份固含量為20%的 拋光液A、B、C、D、E。
[0023]將所制得樣品在Logitech⑶P單面拋光機(jī)上拋光。下壓：3psi，下盤以及載盤轉(zhuǎn) 速50 1?^，拋光液流速：100 111171^11，不銹鋼片尺寸為6.5*6.5〇11，拋光墊為黑色阻尼布拋 光墊，拋光時(shí)間為lOmin。切削率測量采用稱重法，即拋光前后分別采用分析天平稱重，其差 值就為切削率。表面質(zhì)量檢測方法為在射燈下肉眼檢測。該拋光液切削率及表面質(zhì)量見表 4〇
[0024]表 4
表4數(shù)據(jù)顯示，硅溶膠的含量增加，不僅能顯著提高切削率，且表面質(zhì)量也有改善。
[0025]本發(fā)明的拋光液分散均勻、穩(wěn)定，整個(gè)制備工藝簡單、易于操作，方便生產(chǎn)，生產(chǎn)效 率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定;采用復(fù)合絡(luò)合劑，添加表面活性劑的方法，制備出安全、環(huán)保、無腐蝕 性的弱堿性不銹鋼拋光液，在一個(gè)較佳的加工效率前提下，能獲得一個(gè)不錯(cuò)的表面質(zhì)量。
[0026]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā) 明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng) 域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高精密弱堿性不銹鋼拋光液，其特征在于，該拋光液包含納米硅溶膠、絡(luò)合劑、 表面活性劑和水，pH值為7~11，其各組分的重量百分含量為:納米硅溶膠5~96%，絡(luò)合劑0.05 ~2%，表面活性劑0.001~1 %，水為余量;所述的納米硅溶膠固含量為40%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精密弱堿性不銹鋼拋光液，其特征在于，所述納米硅溶膠的 粒徑為20~90nm。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精密弱堿性不銹鋼拋光液，其特征在于，所述的絡(luò)合劑為二 乙醇胺、葡萄糖酸鈉、硫代硫酸鈉、多聚磷酸鈉、焦磷酸鈉、二羥基甘氨酸、羥乙二胺四醋酸 鈉鹽中的一種或幾種。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精密弱堿性不銹鋼拋光液，其特征在于，所述表面活性劑為 烷基三甲基季銨鹽、月桂基磷酸酯鹽、脂肪酸羥乙基磺酸鈉、十二烷基二乙二醇醚、N-?；?氨基酸鹽、烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一種。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精密弱堿性不銹鋼拋光液的制備方法，其特征在于，包括以 下步驟： (1) 按照重量配比稱取納米硅溶膠、絡(luò)合劑、表面活性劑和水； (2) 將絡(luò)合劑溶于水中，徹底溶解，攪拌均勻； (3) 將納米硅溶膠加入到步驟(2)中，攪拌均勻，制成懸浮液； (4 )在懸浮液中加入表面活性劑，攪拌均； (5)調(diào)節(jié)pH值至7~11。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高精密弱堿性不銹鋼拋光液及其制備方法。該拋光液包含納米硅溶膠、絡(luò)合劑、表面活性劑和水，pH值為7~11，其各組分的重量百分含量為：納米硅溶膠5~96%，絡(luò)合劑0.05~2%，表面活性劑0.001~1%，水為余量；所述的納米硅溶膠固含量為40%。其制備方法：將絡(luò)合劑溶于水中，徹底溶解，攪拌均勻；將納米硅溶膠加入到步驟中，攪拌均勻，制成懸浮液；在懸浮液中加入表面活性劑，攪拌均；調(diào)節(jié)pH值至7~11。本發(fā)明所提供的pH值為弱堿性，相較于傳統(tǒng)的強(qiáng)酸性拋光液，腐蝕性較弱，對于設(shè)備、人員以及環(huán)境的危害都較小，并且拋光液切削率快，平化效率高，表面質(zhì)量好。
【IPC分類】C23F3/04
【公開號】CN105463467
【申請?zhí)枴緾N201510856379
【發(fā)明人】周濤
【申請人】江蘇中晶科技有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年11月30日