一種不銹鋼表面超精密加工專用納米漿料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種不銹鋼表面超精密加工專用納米漿料，按重量百分比由以下組分組成：硅溶膠90-94％，拋光加速劑0.05-2％，光亮劑0.05-3％，緩蝕劑0.05-1％，pH值調(diào)節(jié)劑0.05-2％，余量為去離子水。其制備過程包括將上述各原料分別配成溶液備料，然后按一定順序加入攪拌的步驟。該納米漿料可增強不銹鋼拋光過程中膠體二氧化硅對不銹鋼的去除速率，同時可以使鋼材獲得鏡面。產(chǎn)品的可稀釋比例高，穩(wěn)定性強，成本較低，不污染環(huán)境及腐蝕設(shè)備。
【專利說明】一種不銹鋼表面超精密加工專用納米漿料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及拋光材料制備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種用于304不銹鋼的表面超精密加工專用納米衆(zhòng)料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]不同的表面加工工藝使不銹鋼表面各異，使其在應(yīng)用中具有獨到之處。用于不銹鋼表面加工的技術(shù)大致有五類，軋制技術(shù)、機械表面加工、化學(xué)表面加工、網(wǎng)紋表面加工和彩色表面加工。根據(jù)經(jīng)驗不銹鋼進行表面精加工時粗拋工序正常使用1-1.5微米的氧化鋁作為磨料，而精拋過程使用的為大粒徑的二氧化硅拋光液。不同的不銹鋼拋光工件可以結(jié)合使用不同的拋光加工技術(shù)使不銹鋼達到高表面光澤和精加工均勻性的效果。
[0003]化學(xué)拋光處理技術(shù)是目前公認的金屬表面拋光的有效手段。不銹鋼較銅和鋁及其合金而言是較難拋光的金屬，不使用帶污染性的拋光液成分(如HN03，氧化性強)拋光效果往往比較差，針對不銹鋼的拋光液報道較少，環(huán)保型的不銹鋼拋光液更是甚少。不銹鋼拋光液大多數(shù)是化學(xué)拋光，化學(xué)拋光液存在的主要問題是多數(shù)拋光液含硝酸以及采用“三酸”拋光液，作業(yè)時產(chǎn)生大量NOx有害氣體，污染環(huán)境危害人體健康。拋光液主要為三酸(硫酸、鹽酸、硝酸)都是依靠拋光液里的化學(xué)成分起作用從而達到去除不銹鋼表皮使不銹鋼表面達到銀亮效果。
[0004]不銹鋼的拋光處理過程往往會產(chǎn)生嚴重的環(huán)境污染和危害人體健康的氣體。研制環(huán)保型的不銹鋼拋光液具有廣闊的發(fā)展前景。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種不銹鋼表面超精密加工專用納米漿料(即拋光液)及其制備方法，該納米漿料可增強不銹鋼拋光過程中膠體二氧化硅對不銹鋼的去除速率，同時可以使鋼材獲得鏡面。產(chǎn)品的可稀釋比例高，穩(wěn)定性強，成本較低，不污染環(huán)境及腐蝕設(shè)備。
[0006]本發(fā)明提供的一種不銹鋼表面超精密加工專用納米漿料，按重量百分比由以下組分組成:硅溶膠90-94 %，拋光加速劑0.05-2 %，光亮劑0.05-3 %，緩蝕劑0.05-1 %，pH值調(diào)節(jié)劑0.05-2%，余量為去離子水；
[0007]所述的拋光加速劑是強氧化性鹽類與常規(guī)無機鹽的混合物，兩者的重量比為氧化性鹽類:常規(guī)無機鹽=1:1-5 ；
[0008]所述的光亮劑是甘油、PFG-400、三乙醇胺中的一種或多種的混合物；
[0009]所述的緩蝕劑是BTA、咪唑中的一種或多種的混合物；
[0010]所述的pH值調(diào)節(jié)劑是乙二胺、三乙醇胺、三乙烯四胺或乙醇胺中的一種或多種的混合物；
[0011]優(yōu)選地,所述的娃溶膠是粒徑40_150nm的納米娃溶膠。
[0012]優(yōu)選地，所述的強氧化性鹽類是碘酸鉀、過硫酸鉀中的一種或多種的混合物。
[0013]優(yōu)選地，所述常規(guī)無機鹽是氯化鉀、溴化鈉、氯化鈉、四甲基氫氧化銨中的一種或多種的混合物。
[0014]優(yōu)選地，所述強氧化性鹽類與常規(guī)無機鹽的重量比為1:3。
[0015]上述不銹鋼表面超精密加工專用納米漿料的制備方法，依次按如下步驟進行:在室溫條件下，一邊攪拌、一邊將拋光加速劑加入到去離子水中，待完全溶解后，得混合水溶液；靜置、冷卻至室溫，將混合水溶液加入硅溶膠中，邊加邊攪拌，控制加入流量在90-110ml/min,充分攪拌混合均勻；接著將光亮劑溶解在去離子水中，配成水溶液后加入到硅溶膠中，邊加邊攪拌，流量控制在90-110ml/min ;再將緩蝕劑溶解在去離子水中，配成水溶液后加入到上述拋光液中；最后用PH值調(diào)節(jié)劑將拋光液的pH值控制在9.0-12.5，即成為用于不銹鋼拋光的拋光液。
[0016]本發(fā)明提供的一種不銹鋼表面超精密加工專用納米漿料及其制備方法，該納米漿料，配伍及配比科學(xué)合理，增強不銹鋼拋光過程中膠體二氧化硅對不銹鋼的去除速率，同時可以使鋼材獲得鏡面。此外本發(fā)明的拋光液配制方法簡單，產(chǎn)品的可稀釋比例高，穩(wěn)定性強，成本較低，不污染環(huán)境及腐蝕設(shè)備。

【具體實施方式】
[0017]為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0018]實施例1
[0019]以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進一步的說明。下面的說明是采用例舉的方式，但本發(fā)明的保護范圍不應(yīng)局限于此。
[0020]實施例1:
[0021]本實施例的具體制備步驟如下:
[0022](I)備料:分別取過硫酸鉀10g、氯化鈉30g、去離子水335g、BTA25g、甘油50g、納米娃(Si02)溶膠(40-50nm, 40wt% ) 4500g、乙二胺 50g,備用；
[0023](2)拋光加速劑配制:將備用的過硫酸鉀和氯化納混合后，在室溫條件下，一邊攪拌、一邊將其加入到備用的去離子水中，待完全溶解后，成為拋光加速劑溶液，備用；
[0024](3)其他水溶液配制:將備用的甘油和BTA分別配成水溶液，備用；
[0025](4)拋光液配制:待備用的拋光加速劑溶液靜置、冷卻至室溫。將其加入納米硅溶膠中，邊加邊攪拌，控制加入流量在100ml/min，充分攪拌混合均勻，再將光亮劑的水溶液加入至上述溶液加入方式同前，接著加入緩蝕劑。
[0026](5)pH值調(diào)節(jié):將備用的乙二胺加入到上述的拋光液中，此時，其pH值在11，即得5000g用于不銹鋼拋光的拋光液。
[0027]使用時，取上述不銹鋼拋光液，用去離子水按體積比1:1稀釋，成為拋光漿料，然后將該拋光漿料在Pres1-334精密研磨拋光機上用于拋光，工件為8cm*10cm的不銹鋼片，拋光壓力2psi，下盤及載盤轉(zhuǎn)速60RPM，拋光漿料流速10ml/min ;該拋光液拋光去除速率為3-4 μ m/min，拋光后不銹鋼表面光澤度高、鏡面好、無桔皮。
[0028]實施例2
[0029](I)備料:分別取過碘酸鉀50g、溴化鈉50g、去離子水345g、咪唑50g、PFG-4002.5g、納米硅(Si02)溶膠(50-60nm, 40wt% )4500g、三乙醇胺 2.5g，備用；
[0030](2)拋光加速劑配制:將備用的碘酸鉀和溴化鈉混合后，在室溫條件下，一邊攪拌、一邊將其加入到備用的去離子水中，待完全溶解后，成為拋光加速劑溶液，備用；
[0031](3)其他水溶液配制:將備用的PFG-400和咪唑分別配成水溶液，備用；
[0032](4)拋光液配制:待備用的拋光加速劑溶液靜置、冷卻至室溫。將其加入納米硅溶膠中，邊加邊攪拌，控制加入流量在110ml/min，充分攪拌混合均勻，再將光亮劑的水溶液加入至上述溶液加入方式同前，接著加入緩蝕劑。
[0033](5) pH值調(diào)節(jié):將備用的三乙醇胺加入到上述的拋光液中，此時，其pH值在10，即得5000g用于不銹鋼拋光的拋光液。
[0034]使用時，取上述不銹鋼拋光液，用去離子水按體積比1:1稀釋，成為拋光漿料，然后將該拋光漿料在Pres1-334精密研磨拋光機上用于拋光，工件為8cm*10cm的不銹鋼片，拋光壓力2psi，下盤及載盤轉(zhuǎn)速60RPM，拋光漿料流速10ml/min ;該拋光液拋光去除速率為3-4 μ m/min,拋光后不銹鋼表面光澤度高、鏡面好、無桔皮。
[0035]實施例3
[0036](I)備料:分別取過過硫酸鉀1.25g、氯化鉀1.25g、去離子水45g、BTAl.25g、咪唑
1.25g、三乙醇胺150g、 納米硅(Si02)溶膠(60-70nm,40wt% )4700g、三乙烯四胺100g，備用；
[0037](2)拋光加速劑配制:將備用的過硫酸鉀和氯化鉀混合后，在室溫條件下，一邊攪拌、一邊將其加入到備用的去離子水中，待完全溶解后，成為拋光加速劑溶液，備用；
[0038](3)其他水溶液配制:將備用的三乙醇胺配成水溶液，咪唑與BTA混合物后配成水溶液，備用；
[0039](4)拋光液配制:待備用的拋光加速劑溶液靜置、冷卻至室溫。將其加入納米硅溶膠中，邊加邊攪拌，控制加入流量在90ml/min，充分攪拌混合均勻，再將光亮劑的水溶液加入至上述溶液加入方式同前，接著加入緩蝕劑。
[0040](5) pH值調(diào)節(jié):將備用的三乙烯四胺加入到上述的拋光液中，此時，其pH值在10，即得5000g用于不銹鋼拋光的拋光液。
[0041]使用時，取上述不銹鋼拋光液，用去離子水按體積比1:1稀釋，成為拋光漿料，然后將該拋光漿料在Pres1-334精密研磨拋光機上用于拋光，工件為8cm*10cm的不銹鋼片，拋光壓力2psi，下盤及載盤轉(zhuǎn)速60RPM，拋光漿料流速10ml/min ;該拋光液拋光去除速率為3-4 μ m/min,拋光后不銹鋼表面光澤度高、鏡面好、無桔皮。
[0042]實施例4
[0043](I)備料:分別取過碘酸鉀10g、四甲基氫氧化銨40g、去離子水200g、BTA25g、甘油與 PFG-400 共 75g (各 37.5g)、納米硅(Si02)溶膠(70_150nm，40wt% ) 4600g、乙醇胺 50g，
備用;
[0044](2)拋光加速劑配制:將備用的碘酸鉀和四甲基氫氧化銨混合后，在室溫條件下，一邊攪拌、一邊將其加入到備用的去離子水中，待完全溶解后，成為拋光加速劑溶液，備用；
[0045](3)其他水溶液配制:將備用的甘油與PFG-400配成水溶液、BTA配成水溶液，備用；
[0046](4)拋光液配制:待備用的拋光加速劑溶液靜置、冷卻至室溫。將其加入納米硅溶膠中，邊加邊攪拌，控制加入流量在100ml/min，充分攪拌混合均勻，再將光亮劑的水溶液加入至上述溶液加入方式同前，接著加入緩蝕劑。
[0047](5)pH值調(diào)節(jié):將備用的乙醇胺加入到上述的拋光液中，此時，其pH值在12，即得5000g用于不銹鋼拋光的拋光液。
[0048]使用時，取上述不銹鋼拋光液，用去離子水按體積比1:1稀釋，成為拋光漿料，然后將該拋光漿料在Pres1-334精密研磨拋光機上用于拋光，工件為8cm*10cm的不銹鋼片，拋光壓力2psi，下盤及載盤轉(zhuǎn)速60RPM，拋光漿料流速10ml/min ;該拋光液拋光去除速率為3-4 μ m/min,拋光后不銹鋼表面光澤度高、鏡面好、無桔皮。
[0049]實施例5
[0050]本實施例與實施例4基本相同，區(qū)別僅在于:
[0051]將乙醇胺替換為三乙醇胺與三乙烯四胺的混合物，兩者各25g。
[0052]將本實施例中的不銹鋼拋光液，用去離子水按體積比1:1稀釋，成為拋光漿料，然后將該拋光漿料在Pres1-334精密研磨拋光機上用于拋光，工件為8cm*10cm的不銹鋼片，拋光壓力2psi，下盤及載盤轉(zhuǎn)速60RPM，拋光漿料流速10ml/min ;該拋光液拋光去除速率為3-4 μ m/min,拋光后不銹鋼表面光澤度高、鏡面好、無桔皮。
[0053]以上對本發(fā)明所提供的種不銹鋼表面超精密加工專用納米漿料及其制備方法進行了詳細介紹。 本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想。應(yīng)當指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾。這些改進和修飾也應(yīng)當落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種不銹鋼表面超精密加工專用納米漿料，其特征在于，按重量百分比由以下組分組成:硅溶膠90-94 %，拋光加速劑0.05-2 %，光亮劑0.05-3 %，緩蝕劑0.05-1%, pH值調(diào)節(jié)劑0.05-2%，余量為去離子水； 所述的拋光加速劑是強氧化性鹽類與常規(guī)無機鹽的混合物，兩者的重量比為氧化性鹽類:常規(guī)無機鹽=1:1-5； 所述的光亮劑是甘油、PFG-400、三乙醇胺中的一種或多種的混合物； 所述的緩蝕劑是BTA、咪唑中的一種或多種的混合物； 所述的PH值調(diào)節(jié)劑是乙二胺、三乙醇胺、三乙烯四胺或乙醇胺中的一種或多種的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼表面超精密加工專用納米漿料，其特征在于，所述的硅溶膠是粒徑40-150nm的納米硅溶膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼表面超精密加工專用納米漿料，其特征在于，所述的強氧化性鹽類是碘酸鉀、過硫酸鉀中的一種或多種的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼表面超精密加工專用納米漿料，其特征在于，所述常規(guī)無機鹽是氯化鉀 、溴化鈉、氯化鈉、四甲基氫氧化銨中的一種或多種的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的不銹鋼表面超精密加工專用納米漿料，其特征在于，所述強氧化性鹽類與常規(guī)無機鹽的重量比為1:3。
6.一種權(quán)利要求1所述不銹鋼表面超精密加工專用納米漿料的制備方法其特征在于，依次按如下步驟進行:在室溫條件下，一邊攪拌、一邊將拋光加速劑加入到去離子水中，待完全溶解后，得混合水溶液；靜置、冷卻至室溫，將混合水溶液加入硅溶膠中，邊加邊攪拌，控制加入流量在90-110ml/min，充分攪拌混合均勻；接著將光亮劑溶解在去離子水中，配成水溶液后加入到硅溶膠中，邊加邊攪拌，流量控制在90-110ml/min ;再將緩蝕劑溶解在去離子水中，配成水溶液后加入到上述拋光液中；最后用PH值調(diào)節(jié)劑將拋光液的pH值控制在9.0-12.5，即成為用于不銹鋼拋光的拋光納米漿料。
【文檔編號】C09G1/02GK104073171SQ201410291250
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】朱小華, 李家榮, 李薇薇 申請人:江蘇天恒納米科技股份有限公司