一种不锈钢化学抛光液的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种不锈钢化学抛光液，包括以下含量的组分：68%硝酸80~120mL/L；40%氢氟酸50~150mL/L；30%双氧水50~120mL/L；85%磷酸50~80mL/L；98%浓硫酸50~80mL/L；95%乙醇10~30mL/L；尿素5~15g/L；光亮剂20~40g/L；抑雾剂0.5~2g/L；缓蚀剂2~6g/L，该化学抛光液抛光速度稳定，处理过的不锈钢工件表面平整、光亮、无挂灰，抛光过程中，刺激性酸性气体挥发性小，且性能稳定，可长期储存，生产成本低。
【专利说明】一种不锈钢化学抛光液
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属表面处理领域，特别是涉及一种不锈钢化学抛光液。
【背景技术】
[0002]不锈钢长期暴露在空气中或经过一定时间的使用后，灰尘或油脂等易黏附在不锈钢表面发生化学变化，而形成一层薄而致密的氧化物膜，其主要成分为氧化铬Cr2O3、氧化镍N1以及难溶的氧化铁铬FeOCr2O3，这层氧化物膜不仅影响产品的外观，而且影响后序加工的进行，去除氧化皮的方法有机械法、化学法和电化学法，国内一般多采用传统的酸洗工艺，常用酸洗剂分两大类:一类是硫酸-铬酸系列，此类溶液稳定，且具有一定的抛光作用，但酸洗剂中所含的铬严重污染环境，废水处理成本高，一类是硫酸-硝酸系列，这类酸洗剂使用温度高，常温下对厚氧化皮去除效果不理想，酸洗时间长，导致加工成本居高不下，特别是焊接处的黑渣基本上除不掉，抛光过程中会产生易挥发的氮氧化物，污染环境。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种不锈钢化学抛光液，该化学抛光液不含铬，常温下抛光速度稳定，处理过的不锈钢工件表面平整、光亮、无挂灰,抛光过程中,刺激性酸性气体挥发性小,且性能稳定,可长期储存,生产成本低。
[0004]本发明提供的不锈钢化学抛光液，包括以下含量的组分:
68 wt% 硝酸 80?120 mL/L ；40 wt% 氢氟酸 50?150 mL/L ；30 wt% 双氧水 50?120 mL/L ；85 wt% 磷酸 50?80 mL/L ；98wt% 浓硫酸 50?80 mL/L ；95 wt% 乙醇 10?30 mL/L ;尿素5?15g/L ;光亮剂20?40 g/L ;抑雾剂0.5?2 g/L ;缓蚀剂2?6 g/L。
[0005]所述缓蚀剂为六次甲基四胺。
[0006]所述抑雾剂为十二烧基苯磺酸钠。
[0007]所述光亮剂为柠檬酸。
[0008]所述的不锈钢化学抛光液的制备方法，包括以下步骤:根据欲制备的不锈钢化学抛光液的量，量取适量的水加入反应釜，边搅拌边缓慢加入配方量的浓硫酸，待溶液温度降到室温后，向其中加入配方量的乙醇、尿素、光亮剂，以及配方量的硝酸、磷酸、双氧水、氢氟酸搅拌均匀；最后向反应釜中加入配方量的缓蚀剂、抑雾剂和余量的水搅拌均匀，得到无色澄清的化学抛光液。
[0009]作为一种优选，所述的不锈钢化学抛光液包含以下含量的组分:
硝酸100 mL/L ;氢氟酸120 mL/L ;双氧水80 mL/L ;磷酸65 mL/L ;浓硫酸65 mL/L ;乙醇20 mL/L ;尿素10 g/L ;光亮剂30 g/L ;抑雾剂I g/L ;缓蚀剂4 g/L。
[0010]与现有技术相比，本发明的优点如下:
(I)本发明的化学抛光液中的主酸为硝酸、硫酸与氢氟酸，硝酸与硫酸为强氧化性酸，对不锈钢主要起钝化和溶解作用，能够溶解不锈钢表面的大部分氧化皮层；氢氟酸对难溶的铁铬氧化物、锰氧化物、钥氧化物具有较强的溶解能力，且氟离子是一种很好的络合剂，能与反应生成的金属离子形成络合离子，改善不锈钢表面质量，同时也能提高酸洗液的稳定性；
(2)本发明的化学抛光液中还包含磷酸，磷酸的粘度较大，在抛光过程中对不锈钢起腐蚀溶解作用，同时也可在不锈钢表面生成一层不溶性的白色磷酸盐转化膜(FePO4.2H20),阻碍金属表面和本体溶液之间的扩散，使得金属的腐蚀相对减慢，表面凹凸部位最终平整化；
(3)本发明的化学抛光液中包含的双氧水是强氧化剂，具有很强的氧化性，在不锈钢化学抛光中，可使不锈钢表面未除尽的氧化皮及焊接件的灰膜、黑渣去除干净。双氧水具有很强的氧化性，可使不锈钢表面难溶于酸洗液的氧化物膜结构发生变化，增强酸洗效果。但双氧水不稳定，特别是溶液中有颗粒性杂质时，会加速其分解，本发明中加入适量的乙醇能够抑制双氧水的分解；
(4)该化学抛光液中抑雾剂十二烧基苯磺酸钠能够在抛光液表面形成一层泡沫液膜，阻抑挥发性酸雾的扩散；缓蚀剂六次甲基四胺的分子中有一个椅型六元环，其覆盖在不锈钢表面的单个分子面积较大，所以加入少量浓度的六次甲基四胺能达到较大的缓蚀效果，稳定抛光速度；尿素作为添加剂加入到含有硝酸成分的抛光溶液中，能够抑制氮氧化物有害气体产生。
【具体实施方式】
[0011]下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述。实施例中所用的酸的质量浓度分别为:68 wt%硝酸，40 wt%氢氟酸；30 wt%双氧水,85 wt%磷酸,98 wt%浓硫酸,所用的乙醇为95 wt%乙醇。
[0012]实施例1:
在本实施例1中按照如下方法制备IL不锈钢抛光液:
量取400 mL水加入到反应釜中，边搅拌边缓慢加入50 mL浓硫酸，待溶液温度降到室温后，向其中加入30 mL乙醇、15 g尿素、20 g朽1檬酸，以及80 mL硝酸、50 mL磷酸、120 mL双氧水、150 mL氢氟酸搅拌均勻；最后向反应爸中加入2 g六次甲基四胺、0.5 g十二烧基苯磺酸钠和余量的水搅拌均匀，得到无色澄清的不锈钢化学抛光液。
[0013]实施例2:
在本实施例2中按照如下方法制备IL不锈钢抛光液:
量取400 mL水加入到反应爸中，边搅拌边缓慢加入配方量的65 mL浓硫酸,待溶液温度降到室温后，向其中加入20 mL乙醇、10 g尿素、30 g朽1檬酸，以及100 mL硝酸、65 mL磷酸、80 mL双氧水、120 mL氢氟酸搅拌均匀；最后向反应釜中加入4 g六次甲基四胺、I g十二烷基苯磺酸钠和余量的水搅拌均匀，得到无色澄清的不锈钢化学抛光液。
[0014]实施例3:
在本实施例3中按照如下方法制备IL不锈钢抛光液:
量取400mL水加入到反应爸中，边搅拌边缓慢加入配方量的80 mL浓硫酸,待溶液温度降到室温后，向其中加入10 mL乙醇、5 g尿素、40 g朽1檬酸，以及120 mL硝酸、80 mL磷酸、50 mL双氧水、50 mL氢氟酸搅拌均勻；最后向反应爸中加入6 g六次甲基四胺、2 g十二烧基苯磺酸钠和余量的水搅拌均匀，得到无色澄清的不锈钢化学抛光液。
[0015]实施例4，抛光性能的测试方
分别取实施例1，实施例2和实施例3制备的抛光液100 mL加入150 mL烧杯中，放入不锈钢器具，常温下静置2 h进行化学抛光。试验结束后取出不锈钢器具，清洗表面，自然干燥，检测表面光洁度。
[0016]实施例1、2和3中制备的化学抛光液所包含的成分相同，含量不同，但是都能够达到很好抛光效果，在常温下抛光速度稳定，处理过的不锈钢工件表面平整、光亮、无挂灰，抛光过程中，刺激性酸性气体挥发性小，且性能稳定，可长期储存，生产成本低。
[0017]实施例1、2和3中制备的化学抛光液中主酸为硝酸、硫酸与氢氟酸，硝酸与硫酸为强氧化性酸，对不锈钢主要起钝化和溶解作用，能够溶解不锈钢表面的大部分氧化皮层；氢氟酸对难溶的铁铬氧化物、锰氧化物、钥氧化物具有较强的溶解能力，且氟离子是一种很好的络合剂，能与反应生成的金属离子形成络合离子，改善不锈钢表面质量，同时也能提高酸洗液的稳定性；包含的磷酸粘度较大，在抛光过程中对不锈钢起腐蚀溶解作用，同时也可在不锈钢表面生成一层不溶性的白色磷酸盐转化膜(FePO4.2H20),阻碍金属表面和本体溶液之间的扩散，使得金属的腐蚀相对减慢，表面凹凸部位最终平整化；包含的双氧水是强氧化齐U，具有很强的氧化性，在不锈钢化学抛光中，可使不锈钢表面未除尽的氧化皮及焊接件的灰膜、黑渣去除干净。双氧水具有很强的氧化性，可使不锈钢表面难溶于酸洗液的氧化物膜结构发生变化，增强酸洗效果，但双氧水不稳定，特别是溶液中有颗粒性杂质时，会加速其分解，加入适量的乙醇能够抑制双氧水的分解；包含的抑雾剂十二烷基苯磺酸钠能够在抛光液表面形成一层泡沫液膜，阻抑挥发性酸雾的扩散；缓蚀剂六次甲基四胺的分子中有一个椅型六元环，其覆盖在不锈钢表面的单个分子面积较大，所以加入少量浓度的六次甲基四胺能达到较大的缓蚀效果，稳定抛光速度；尿素作为添加剂加入到含有硝酸成分的抛光溶液中，能够抑制氮氧化物有害气体产生。
[0018]本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型,倘若这些修改和变型属在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
[0019]说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。
【权利要求】
1.一种不锈钢化学抛光液，其特征在于包括以下含量的组分: 68 wt% 硝酸 80?120 mL/L ；40wt % 氢氟酸 50?150 mL/L ；30 wt% 双氧水 50?120 mL/L ；85 wt% 磷酸 50?80 mL/L ；98 wt% 浓硫酸 50?80 mL/L ；95 wt% 乙醇 10?30 mL/L ;尿素5?15 g/L ;光亮剂20?40 g/L ;抑雾剂0.5?2 g/L ;缓蚀剂2?6 g/L。
2.如权利要求1所述的不锈钢化学抛光液，其特征在于包括以下含量的组分: 68 wt% 硝酸 100 mL/L ；40 wt% 氢氟酸 120mL/L ；30 wt% 双氧水 80 mL/L ；85 wt% 憐酸 65 mL/L ；98 wt% 浓硫酸 65 mL/L ;95 wt% 乙醇 20 mL/L ;尿素 10 g/L ;光亮剂 30 g/L ；抑雾剂I g/L ;缓蚀剂4 g/L。
3.如权利要求1或2所述的一种不锈钢化学抛光液，其特征在于:所述缓蚀剂为六次甲基四胺。
4.如权利要求1或2所述的一种不锈钢化学抛光液，其特征在于:所述抑雾剂为十二烧基苯横酸纳。
5.如权利要求1或2所述的一种不锈钢化学抛光液,其特征在于:所述光亮剂为朽1檬酸。
6.如权利要求1或2中所述的不锈钢化学抛光液的制备方法，其特征在于:根据欲制备的不锈钢化学抛光液的量，量取适量的水加入反应釜，边搅拌边缓慢加入配方量的浓硫酸，待溶液温度降到室温后，向其中加入配方量的乙醇、尿素、光亮剂，以及配方量的硝酸、磷酸、双氧水、氢氟酸搅拌均匀；最后向反应釜中加入配方量的缓蚀剂、抑雾剂和余量的水搅拌均匀，得到无色澄清的化学抛光液。
【文档编号】C23F3/06GK104372342SQ201410685594
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月25日 优先权日:2014年11月25日
【发明者】吴田, 刘琼, 曾国平, 马晓玲, 陈功轩 申请人:湖北第二师范学院