一种化学抛光液及合金表面抛光处理方法
【专利摘要】本发明公开了一种化学抛光液及合金表面处理方法，每升抛光液中各组分含量为：过硫酸盐30～100g，浓硫酸300～500ml，粘度调整剂10～40g，光亮剂2～14g，余量为水。将合金工件依次进行除油、清洗、酸洗活化、清洗；将上述经前处理后合金工件置于所述的化学抛光液中浸渍；抛光完成后，将合金工件依次清洗、钝化、清洗、烘干即可。本发明采用过硫酸钠作为氧化剂，抛光过程中不产生“黄烟”，绿色环保。且该抛光液成分简单，容易管控。所得化学抛光表面光亮、平整，可达镜面抛光效果。本发明的抛光液可以广泛的应用于铜合金表面的抛光。
【专利说明】一种化学抛光液及合金表面抛光处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种化学抛光溶液，尤其是涉及一种合金表面抛光处理方法和化学抛光液。
【背景技术】
[0002]合金，如不锈钢、黄铜、铝合金等被广泛用于装饰性精加工制品、机械零件及工具产品中。在这些制件的加工过程及最终产品的形成都需要抛光处理改善表面粗糙度及光亮度。目前，主要的合金抛光技术有:电化学抛光、化学抛光及机械抛光。相对于其他两种，化学抛光以成本低、操作简单、抛光效果均匀等优点而受到广泛应用，特别适用于形状复杂的零部件的抛光。
[0003]现今生产上应用的化学抛光液，若按所用氧化剂来分类，主要有以下三种类型:
(I)硝酸及其盐系列，该方法在化学抛光的过程中会产生大量的氮氧化物，俗称“黄烟”。氮氧化物气体毒性很大，对于人体以及环境都会造成严重的危害。(2)铬酸盐系列，该抛光方法因成本高，废水处理费用高，而且存在Cr6+的污染问题，因此在工业生产中应用越来越少。(3)过氧化氢系列，该方法存在过氧化氢不稳定，抛光剂寿命普遍不长，生产成本偏高等问题。
【发明内容】
[0004]本发明要解 决的技术问题是针对现有的技术缺陷提供一种无污染且稳定性良好的化学抛光剂及合金表面抛光处理方法。
[0005]一种化学抛光液，每升抛光液中各组分含量为:过硫酸盐30~100g，浓硫酸300~500ml，粘度调整剂10~40g，光亮剂2~14g，余量为水。
[0006]所述过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵中的一种或两种以上。
[0007]所述浓硫酸的质量浓度为98%。
[0008]所述粘度调整剂为明胶、聚乙二醇、硫酸铜、纤维素醚、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或两种以上。所述调整剂使抛光反应缓慢而均匀进行，保证抛光后的表面效果。
[0009]所述光亮剂为硫脲、尿素、磺胺、精氨酸、甘氨酸、蛋氨酸、苯并三氮唑、磺基水杨酸、柠檬酸、十二烷基磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或两种以上。所述光亮剂可以使抛光后的工件表面更光亮平整。
[0010]一种化学抛光方法，主要包括以下步骤；
[0011]a.前处理:将金属工件依次进行除油、清洗、活化、清洗；
[0012]b.化学抛光:将上述前处理后合金工件置于权利要求1~6任意一项所述的化学抛光液中浸溃；
[0013]c.后处理:抛光完成后，将合金工件依次清洗、钝化、清洗、烘干即可。
[0014]步骤(2)所 述浸溃是在30~45°C下浸溃3~9min，浸溃过程中进行搅拌。
[0015]步骤(1)所述清洗包括水洗及蒸馏水超声波清洗；所述除油是在40g/L碳酸钠、35g/L磷酸钠和2ml/L OP乳化剂的混合溶液中，处理lmin。
[0016]步骤(3)所述钝化是在6g/L苯并三氮唑、20g/L聚乙二醇和3g/L磺基水杨酸的混合溶液中，处理lmin。
[0017]本发明采用硫酸和过硫酸盐体系，配合粘度调整剂、光亮剂，制成化学抛光液。该化学抛光液避免了在抛光过程中产生的氮氧化物等有害气体，减少了对环境的污染和对生产人员的伤害。本发明的化学液抛光效果较稳定(与过氧化氢系列化学抛光液相比较)，且该抛光液成分简单，容易管控。对金属表面进行化学抛光得到的化学抛光面光亮度高、表面平整，可达到镜面抛光效果。本发明的抛光液可以广泛的应用于铜合金表面的抛光。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为实施例4处理前金属表面轮廓线扫描图。
[0019]图2为实施例4处理后金属表面轮廓线扫描图。 【具体实施方式】
[0020]本发明的抛光液应用于铜合金有优异的效果，本发明的实施例以铜合金为例加以说明。
[0021]以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
[0022]实施例1
[0023]1、依下述组分配制化学抛光液:
[0024]每升抛光液中含:过硫酸钠90g，98%的浓硫酸350ml，聚乙二醇600015g，CTAB0.5g，精氨酸5g，蛋氨酸5g，磺基水杨酸2g，余量为水。
[0025]2、一种化学抛光方法，具体步骤如下:
[0026]将铜合金样品依次进行除油(40g/L碳酸钠、35g/L磷酸钠和2ml/L 0P-10乳化剂，处理lmin)、流水洗、酸洗活化(10%硫酸，处理10s)、流水洗，然后再将该样品置于上述配制的化学抛光液中在40°C下浸溃8分钟，化学抛光过程中对溶液进行适当搅拌，取出样品清洗(流水洗+蒸馏水超声波清洗)，再依次进行钝化(6g/L苯并三氮唑、20g/L聚乙二醇和3g/L磺基水杨酸，处理时间lmin)、清洗(流水洗+蒸馏水超声波清洗)、烘干，所得产品表面平整，光亮。化学抛光后试样粗糙度由0.84 μ m下降至0.59 μ m。
[0027]实施例2
[0028]1、依下述组分配制化学抛光液:
[0029]每升抛光液中含:过硫酸钠40g,98%的浓硫酸450ml,聚乙二醇600025g,硫脲3g,十六烷基三甲基溴化铵0.5g，余量为水。
[0030]2、一种化学抛光方法，具体步骤如下:
[0031]将铜合金样品依次进行除油(40g/L碳酸钠、35g/L磷酸钠和2ml/L 0P-10乳化剂，处理lmin)、流水洗、酸洗活化(10%硫酸，处理10s)、流水洗，然后再将该样品置于上述配制的化学抛光液中在40°C下浸溃6分钟，化学抛光过程中对溶液进行适当搅拌，取出样品清洗(流水洗+蒸馏水超声波清洗)，再依次进行钝化(6g/L苯并三氮唑、20g/L聚乙二醇和3g/L磺基水杨酸，处理时间lmin)、清洗(流水洗及蒸馏水超声波清洗)、烘干，所得产品表面平整，光亮。化学抛光后试样粗糙度由0.11 μ m下降至0.07 μ m。[0032]实施例3
[0033]1、依下述组分配制化学抛光液:
[0034]每升抛光液中含:过硫酸钠60g，98%的浓硫酸400ml，聚乙烯吡咯烷酮15g/L，CuS045g/L，磺基水杨酸2g/L，精氨酸5g/L，CTAB0.5g/L，余量为水。
[0035]2、一种化学抛光方法，具体步骤如下:
[0036]将铜合金样品依次进行除油(40g/L碳酸钠、35g/L磷酸钠和2ml/L 0P-10乳化剂，处理lmin)、流水洗、酸洗活化(10%硫酸，处理10s)、流水洗，然后再将该样品置于上述配制的化学抛光液中在40°C下浸溃9分钟，化学抛光过程中对溶液进行适当搅拌，取出样品清洗(流水洗+蒸馏水超声波清洗)，再依次进行钝化(6g/L苯并三氮唑、20g/L聚乙二醇和3g/L磺基水杨酸，处理时间lmin)、清洗(流水洗及蒸馏水超声波清洗)、烘干，所得产品表面平整，光亮。化学抛光后试样粗糙度由0.84 μ m下降至0.48 μ m。
[0037]实施例4
[0038]1、依下述组分配制化学抛光液:
[0039]每升抛光液中含:过硫酸钠60g，98%的浓硫酸400ml，明胶15g，聚乙二醇600010g，硫酸铜5g，CTAB0.5g/L，磺基水杨酸3g，余量为水。
[0040]2、一种化学抛光方法，具体步骤如下:
[0041]将铜合金样品依次进行除油(40g/L碳酸钠、35g/L磷酸钠和2ml/L 0P-10乳化剂，处理lmin)、流水洗、酸洗活`化(10%硫酸，处理10s)、流水洗，然后再将该样品置于上述配制的化学抛光液中在35°C下浸溃7分钟，化学抛光过程中对溶液进行适当搅拌，取出样品清洗(流水洗+蒸馏水超声波清洗)，再依次进行钝化(6g/L苯并三氮唑、20g/L聚乙二醇和3g/L磺基水杨酸，处理时间lmin)、清洗(流水洗及蒸馏水超声波清洗)、烘干，所得产品表面平整，光亮。化学抛光后试样粗糙度由0.11 μ m下降至0.06 μ m。
【权利要求】
1.一种化学抛光液，其特征在于，每升抛光液中各组分含量为:过硫酸盐30~100g，浓硫酸300~500ml，粘度调整剂10~40g，光亮剂2~14g，余量为水。
2.根据权利要求1所述的化学抛光液，其特征在于，每升抛光液中各组分含量为:过硫酸盐40~90g，浓硫酸350~450ml，粘度调节剂15~30g，光亮剂3.5~10g，余量为水。
3.根据权利要求1所述的化学抛光液，其特征在于，所述过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵中的一种或两种以上。
4.根据权利要求1所述的化学抛光液，其特征在于，所述浓硫酸的质量浓度为98%。
5.根据权利要求1或2或3所述的化学抛光液，其特征在于，所述粘度调整剂为明胶、聚乙二醇、硫酸铜、纤维素醚、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或两种以上。
6.根据权利要求1或2或3所述的化学抛光液，其特征在于，所述光亮剂为硫脲、尿素、磺胺、精氨酸、甘氨酸、蛋氨酸、苯并三氮唑、磺基水杨酸、柠檬酸、十二烷基磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或两种以上。
7.一种合金表面抛光处理方法，其特征在于，包括以下步骤: a.前处理:将合金工件依次进行除油、清洗、酸洗活化、清洗； b.化学抛光:将上述经前处理后合金工件置于权利要求1~6任意一项所述的学抛光液中浸溃； c.后处理:抛光完成后，将合金工件依此进行清洗、钝化、清洗、烘干即可。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述浸溃是在30~45°C下浸溃3~9min，浸溃过程中进行搅拌。`
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述清洗包括水洗及蒸馏水超声波清洗；所述除油是在40g/L碳酸钠、35g/L磷酸钠和2ml/L OP乳化剂的混合溶液中，处理Imin。
10.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述钝化是在6g/L苯并三氮唑、20g/L聚乙二醇和3g/L磺基水杨酸的混合溶液中，处理lmin。
【文档编号】C23F3/00GK103757636SQ201410007435
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月7日 优先权日:2014年1月7日
【发明者】曾德长, 郑惠丰, 余红雅, 刘仲武, 匡同春 申请人:华南理工大学