專利名稱：一種化學(xué)拋光液及拋光方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學(xué)拋光液及其拋光方法，尤其涉及一種銅鋅合金化學(xué)拋光液及 其拋光方法。
背景技術(shù)：
合金，如銅鋅合金、不銹鋼等被廣泛用于制造電子產(chǎn)品零部件等精密產(chǎn)品中，在零 部件生產(chǎn)后期常常需要采用電鍍、焊接、封裝等工藝。然而合金表面在前期制造過(guò)程中容易 產(chǎn)生油脂附著，并且合金表面也會(huì)氧化而形成一層比較致密的氧化膜，這些都會(huì)直接影響 到合金后續(xù)生產(chǎn)的良品率，所以在進(jìn)行后續(xù)加工之前必須對(duì)合金進(jìn)行表面處理，去除表面 油脂、氧化膜并提高素材的表面平整和光亮，保證產(chǎn)品的最終良品率。現(xiàn)有的拋光技術(shù)中，化學(xué)拋光、電化學(xué)拋光及機(jī)械拋光為主要的三種方式。其中化 學(xué)拋光以拋光效果均勻等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用，但目前被廣泛采用的硝酸_鹽酸體系的 化學(xué)拋光工藝會(huì)產(chǎn)生“黃煙”等有毒有害氣體，污染環(huán)境和危害人體健康。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有的合金化學(xué)拋光液中硝酸-鹽酸體系的化學(xué)拋 光工藝會(huì)產(chǎn)生“黃煙”等有毒有害氣體，污染環(huán)境和危害人體健康的缺陷，從而提供了一種 不會(huì)產(chǎn)生“黃煙”的拋光溶液。本發(fā)明提供了一種化學(xué)拋光液，包括硫酸、雙氧水、乙酸、輔助氧化劑、光亮劑和調(diào) 整劑，所述拋光液的PH為1 3。本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有的合金化學(xué)拋光液中硝酸-鹽酸體系的化學(xué)拋 光工藝會(huì)產(chǎn)生“黃煙”等有毒有害氣體，污染環(huán)境和危害人體健康的缺陷，從而提供了一種 不會(huì)產(chǎn)生“黃煙”的拋光方法。本發(fā)明還提供了一種化學(xué)拋光方法，主要包括以下步驟a.化學(xué)拋光將待拋光基材浸漬于化學(xué)拋光溶液中進(jìn)行拋光處理；b.后處理拋光完成后，將基材進(jìn)行酸洗、水洗、烘干；所述化學(xué)拋光液為本發(fā)明所述的化學(xué)拋光液。本發(fā)明采用硫酸和雙氧水體系，配合適當(dāng)?shù)妮o助氧化劑、乙酸及調(diào)整劑，完成了對(duì) 合金的化學(xué)拋光，避免了拋光過(guò)程中產(chǎn)生的N0X、S02等有害氣體，減少了對(duì)環(huán)境的污染和對(duì) 操作人員身體的損害。另外，使用本發(fā)明的化學(xué)拋光液對(duì)金屬表面進(jìn)行化學(xué)拋光得到的化 學(xué)拋光面光亮度高、表面平整，可達(dá)到鏡面拋光效果。
具體實(shí)施例方式一種化學(xué)拋光液，包括硫酸、雙氧水、乙酸、輔助氧化劑、光亮劑和調(diào)整劑，所述拋 光液的PH為1 3。根據(jù)本發(fā)明提供的化學(xué)拋光液，在優(yōu)選情況下，在所述化學(xué)拋光液中，所述硫酸的含量為15 70ml/L，所述雙氧水的含量為150 200ml/L，所述乙酸的含量為150 200ml/ L，所述輔助氧化劑的含量為40 80ml/L，所述光亮劑的含量為3 5g/L，所述調(diào)整劑的含 量為 100 200ml/L。根據(jù)本發(fā)明所述的化學(xué)拋光液，所述光亮劑為硫脲、苯并三氮唑、香豆素、磺胺、磷 酸二氫鋅、壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少兩種。光亮劑可以起到使拋光后 的基材表面更均勻，增加光亮度和整平作用。根據(jù)本發(fā)明所述的化拋光液，所述調(diào)整劑為硅油、乙酰苯胺、聚氧乙烯脂肪胺、丙 烯醇、丙三醇、液態(tài)石蠟中的一種或幾種。所述調(diào)整劑使拋光反應(yīng)緩慢而均勻的進(jìn)行，保證 了合金拋光后的表面效果，提高合金拋光后的表面平整度和光亮度。根據(jù)本發(fā)明所述的化拋光液，所述輔助氧化劑為磷酸、焦磷酸、三聚磷酸、草酸、苯 甲酸、檸檬酸中的一種或幾種。輔助氧化劑的加入不僅有效地減少了氧化劑的使用量，降低 了溶液反應(yīng)對(duì)氧化劑的依賴性，更重要的是增加反應(yīng)溶液的使用壽命，使拋光時(shí)間和效果 能夠得到控制。盡管只要含有硫酸、雙氧水、乙酸、輔助氧化劑、光亮劑和調(diào)整劑，并且PH為1 3 的拋光液即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，但是為了達(dá)到更好的拋光效果，在優(yōu)選情況下，本發(fā)明所 述的拋光液還包括緩蝕劑，所述緩蝕劑的含量為10 20ml/L。所述緩蝕劑為油酸二乙醇 胺、硅酸鈉、咪唑、烷基苯磺酸鈉、三乙醇胺、苯駢三氮唑中的一種或幾種。所述緩蝕劑是降 低拋光的速度，有利于拋光時(shí)間和效果的控制。盡管只要含有硫酸、雙氧水、乙酸、輔助氧化劑、光亮劑和調(diào)整劑，并且PH為1 3 的拋光液即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，但是為了達(dá)到更好的拋光效果，在優(yōu)選情況下，本發(fā)明所 述的拋光液還包括穩(wěn)定劑，所述穩(wěn)定劑的含量為50 100ml/L。所述穩(wěn)定劑為乙二醇、十二 烷基磺酸鈉、氨基磺酸、草酸鈉、聚乙二醇、木質(zhì)磺酸中的至少兩種。所述穩(wěn)定劑的作用在于 降低和穩(wěn)定拋光液中氧化劑的分解速度，同時(shí)提高合金拋光后的光亮度。本發(fā)明還提供了一種化學(xué)拋光方法，主要包括以下步驟a.化學(xué)拋光將待拋光基材浸漬于化學(xué)拋光溶液中進(jìn)行拋光；b.后處理拋光完成后，將基材進(jìn)行酸洗、水洗、烘干；所述化學(xué)拋光液為本發(fā)明所述的化學(xué)拋光液。在進(jìn)行化學(xué)拋光前，可以對(duì)待拋光基材進(jìn)行前處理，所述前處理包括除油、酸活 化、三聯(lián)水洗等對(duì)合金的初始表面清潔。所述除油包括一次進(jìn)行全能除油、電解除油、酸性除油。在所述化學(xué)拋光的同時(shí)緩 慢晃動(dòng)基材或攪動(dòng)拋光液，可以使工件表面形成的氣泡更為均勻，從而拋光后的表面更均 勻。所述的拋光液及拋光方法有效地保證了合金工件拋光后的表面平整度和光亮度， 對(duì)合金的物理和化學(xué)性能無(wú)任何影響，為后續(xù)的電鍍或焊接等工藝創(chuàng)造了有利條件。本發(fā)明的拋光液應(yīng)用于銅鋅合金有更好的效果，本發(fā)明的實(shí)施例以銅鋅合金為例 加以說(shuō)明。下面采用實(shí)施例的方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)地描述。實(shí)施例11、依下述組分配制化學(xué)拋光液
硫酸50ml/L，雙氧水150ml/L，乙酸150ml/L，磷酸80ml/L，硫脲2g/L、苯并三氮唑 lg/L，乙酰苯胺150ml/L，加水至1升，測(cè)得PH為2. 1。2、前處理過(guò)程產(chǎn)品檢驗(yàn)測(cè)量銅鋅合金工件尺寸并做相應(yīng)標(biāo)記。上件將銅鋅合金工件固定在掛具上，待用。除油除脂將銅鋅合金工件(拋光前的尺寸19. 00mmX6. 25mmX 1. 325mm)依次進(jìn) 行全能除油(10%全能除油劑，處理lmin)、電解除油(60g/L除油劑，45°C，處理30s)、酸性 除油(20%酸性除油劑+3%磷酸，處理lmin)，經(jīng)過(guò)處理以去除表面的油脂及臟污。三聯(lián)水洗將除油除脂后的銅鋅合金工件置入三聯(lián)水洗槽中，經(jīng)過(guò)三次漂洗徹底 清除銅鋅合金工件表面的污染物。酸活化將水洗后的銅鋅合金工件用3% (體積百分含量)的稀硫酸浸泡lmin，以 去除銅鋅合金工件表面氧化膜和殘留物。三聯(lián)水洗將酸活化的銅鋅合金工件置入三聯(lián)水洗槽中，經(jīng)過(guò)三次漂洗徹底清除 銅鋅合金工件表面污染物和殘留物。3、化學(xué)拋光經(jīng)過(guò)預(yù)處理后，將銅鋅合金樣品在室溫(25°C )下浸漬于拋光液中 5min，輕度擺動(dòng)銅鋅合金，取出樣品浸于稀硫酸溶液中10s，酸化去膜后水沖洗、烘干，得到 鏡面拋光效果樣品。具體步驟為化學(xué)拋光將三聯(lián)水洗后的銅鋅合金工件置入化學(xué)拋光槽中3min，同時(shí)保持輕微 擺動(dòng)。純水漂洗將化學(xué)拋光后的銅鋅合金工件置入純水槽中，經(jīng)過(guò)漂洗清除化學(xué)拋光 工序帶入的污染物。酸洗去膜將純水漂洗后的銅鋅合金工件用3% (體積比)的稀硫酸浸泡10s，以 去除銅鋅合金工件化學(xué)拋光后形成的氧化膜。三聯(lián)水洗將酸洗后的銅鋅合金工件置入三聯(lián)水洗槽中，經(jīng)過(guò)三次漂洗徹底清除 前面工序產(chǎn)生的污染物和表面殘留物。切水將浸泡后的銅鋅合金工件用風(fēng)機(jī)吹掉表面的水，使產(chǎn)品表面干燥。烘干將切水后的銅鋅合金工件用烤箱快速充分干燥。下件烘干后的銅鋅合金工件從掛具上取下。實(shí)施例21、依下述組分配制化學(xué)拋光液硫酸15ml/L，雙氧水180ml/L，乙酸200ml/L，三聚磷酸80ml/L，磷酸二氫鋅2g/L、 壬烷基酚聚氧乙烯醚3g/L，丙三醇200ml/L，咪唑20ml/L，草酸鈉80ml/L，加水至1升，測(cè)得 PH 為 1. 9。2、經(jīng)過(guò)預(yù)處理后，將銅鋅合金樣品在室溫(25°C )下浸漬于拋光液中3min，輕度擺 動(dòng)銅鋅合金，取出樣品浸于稀硫酸溶液中10s，酸化去膜后水沖洗、烘干，得到鏡面拋光效果樣品?；瘜W(xué)拋光實(shí)驗(yàn)具體工藝流程同實(shí)施例1，銅鋅合金工件的尺寸拋光前的尺寸 18. 89mmX6. 17mmX 1. 318mm。
實(shí)施例31、依下述組分配制化學(xué)拋光液硫酸70ml/L，雙氧水200ml/L，乙酸150ml/L，檸檬酸60ml/L，香豆素2g/L、磺胺 2g/L，聚氧乙烯脂肪胺100ml/L，苯駢三氮唑15ml/L，木質(zhì)磺酸50ml/L，加水至1升，測(cè)得PH 為 1. 9。2、經(jīng)過(guò)預(yù)處理后，將銅鋅合金樣品在室溫(25°C )下浸漬于拋光液中3min，輕度擺 動(dòng)銅鋅合金，取出樣品浸于稀硫酸溶液中10s，酸化去膜后清水沖洗、烘干，得到鏡面拋光效 果樣品?；瘜W(xué)拋光實(shí)驗(yàn)具體工藝流程同實(shí)施例1，銅鋅合金工件的尺寸為標(biāo)準(zhǔn)工件尺寸
18.97mmX6. 25mmX 1. 328mm。實(shí)施例41、依下述組分配制化學(xué)拋光液硫酸50ml/L，雙氧水150ml/L，乙酸150ml/L，草酸80ml/L，硫脲2g/L，磷酸二氫鋅 lg/L，硅油150ml/L，烷基苯磺酸鈉15ml/L，氨基磺酸80ml/L，加水至1升，測(cè)得PH為2.0。2、經(jīng)過(guò)預(yù)處理后，將銅鋅合金樣品在室溫(25°C )下浸漬于拋光液中3min，輕度擺 動(dòng)銅鋅合金，取出樣品浸于稀硫酸溶液中10s，酸化去膜后清水沖洗、烘干，得到鏡面拋光效 果樣品。化學(xué)拋光實(shí)驗(yàn)具體工藝流程同實(shí)施例1，銅鋅合金工件拋光前的尺寸為
19.10mmX6. 30mmX 1. 280mm。實(shí)施例5同實(shí)施例4，銅鋅合金工件的尺寸為19. 00mmX6. 24mmXl. 330mm。實(shí)施例6-10同實(shí)施例4，拋光時(shí)間為5min，銅鋅合金拋光前的尺寸分別為 19. 19mmX6. 20mmX 1. 340mm、18. 99mmX6. 25mmX 1. 318mm、19. 00mmX6. 25mmX 1. 326mm、 19. 07mmX6. 23mmXl. 320mm、19. 00mmX6. 24mmXl. 340mm。對(duì)比例11.依下述組分配制化學(xué)拋光液硝酸300 400ml/L,硫酸 300 400ml/L,鹽酸 50 100ml/L,尿素 40 60g/L, 加水至1L。2.經(jīng)過(guò)預(yù)處理的銅鋅合金工件，在室溫下浸置于拋光液中，反應(yīng)劇烈，伴隨大量氣 泡產(chǎn)生，有微量刺激性氣體和黃煙產(chǎn)生；由于反應(yīng)過(guò)快極易產(chǎn)生過(guò)腐蝕現(xiàn)象。拋光前的工件尺寸為19. 00mmX6. 25mmX 1. 350mm,反應(yīng)前后尺寸數(shù)值及拋光后的 反射率數(shù)據(jù)。測(cè)試方法1.采用千分尺測(cè)量工件的長(zhǎng)度、寬度、厚度三個(gè)方向的數(shù)值變化，每個(gè)方向至少測(cè) 試3次，并取平均值。2.采用反射率測(cè)量?jī)x表征金屬工件表面拋光后的反射率數(shù)值，反射率數(shù)值與光亮 度成正比。表 1
從表1可知在實(shí)施例1 實(shí)施例10中，各個(gè)方向的前后尺寸變化均小于0. 10mm ； 對(duì)比例1中各個(gè)方向的前后尺寸變化中，其中長(zhǎng)度方向的變化為0. 12mm，說(shuō)明腐蝕比較嚴(yán)重。從實(shí)施例1-10和對(duì)比例的比較中可以得出，與對(duì)比例相比，本發(fā)明的實(shí)施例不會(huì)
產(chǎn)生“黃煙”。
權(quán)利要求
一種化學(xué)拋光液，包括硫酸、雙氧水、乙酸、輔助氧化劑、光亮劑和調(diào)整劑，所述拋光液的PH為1～3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)拋光液，各組分的含量分別為， 硫酸15 70ml/L，雙氧水 150 200ml/L， 乙酸150 200ml/L，輔助氧化劑 40 80ml/L， 穩(wěn)定劑 50 100ml/L， 光亮劑 3 5g/L， 調(diào)整劑 100 200ml/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)拋光液，所述光亮劑為硫脲、苯并三氮唑、香豆素、磺胺、 磷酸二氫鋅、壬烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少兩種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)拋光液，所述調(diào)整劑為硅油、乙酰苯胺、聚氧乙烯脂肪 胺、丙烯醇、丙三醇、液態(tài)石蠟中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)拋光液，所述輔助氧化劑為磷酸、焦磷酸、三聚磷酸、草 酸、苯甲酸、檸檬酸中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)拋光液，還包括緩蝕劑，所述緩蝕劑的含量為10 20ml/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的化學(xué)拋光液，所述緩蝕劑為油酸二乙醇胺、硅酸鈉、咪唑、烷 基苯磺酸鈉、三乙醇胺、苯駢三氮唑中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)拋光液，還包括穩(wěn)定劑，所述穩(wěn)定劑的含量為50 100ml/L。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的化學(xué)拋光液，所述穩(wěn)定劑為乙二醇、十二烷基磺酸鈉、氨基磺 酸、草酸鈉、聚乙二醇、木質(zhì)磺酸中的至少兩種。
10.一種化學(xué)拋光方法，其特征在于，主要包括以下步驟a.化學(xué)拋光將待拋光基材浸漬于化學(xué)拋光溶液中進(jìn)行拋光；b.后處理拋光完成后，將基材進(jìn)行酸洗、水洗、烘干； 所述化學(xué)拋光液為權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的化學(xué)拋光液。
全文摘要
本發(fā)明提供一種化學(xué)拋光液，該拋光液包括硫酸、雙氧水、乙酸、輔助氧化劑、光亮劑和調(diào)整劑，所述拋光液的PH為1～3。本發(fā)明的拋光液成分簡(jiǎn)單，管控容易，且所得到的化學(xué)拋光面光亮度高、表面平整，可達(dá)到鏡面拋光效果?？梢詮V泛的應(yīng)用于銅鋅合金表面的拋光。
文檔編號(hào)C09G1/14GK101851470SQ20091010661
公開(kāi)日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2009年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月3日
發(fā)明者丁培, 吳留森, 周珍別, 徐恩平, 陳云 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司