本发明属于金属表面处理领域，具体涉及一种用于精密铜合金工件的化学抛光液。
背景技术：
铜及铜合金由于优异的机械加工及导电性能广泛用于电子产品、仪器仪表、机械零配件等精密产品。为了提高铜合金的平整度和装饰效果，保证产品的最终良品率，人们普遍采用化学抛光。化学抛光具有操作简单、节能、适用复杂件的处理、生产效率高等特点，因而倍受人们的青睐。经过化学抛光后铜表面非常光滑光亮，尽显铜本色，甚至可以使铜表面产生镜面反射。
铜材化学抛光液配方主要分为三种：1、传统铬酸盐体系工艺，该工艺主要是利用六价铬的强氧化性来对铜材进行抛光的，由于其用到了有强致癌性的六价铬目前已经被禁止使用了。2、传统的三酸体系工艺，该工艺主要是利用硝酸、硫酸、盐酸等无机酸配合来进行抛光的，由于其含有硝酸，在反应过程中会放出大量的黄烟（氮氧化物）有剧毒，会对操作人员和环境造成严重污染，目前也已经被大面积限制或禁止使用了。3、环保体系工艺，该系列最常用的有双氧水体系抛光液，该体系主要利用双氧水的强氧化性来对铜进行抛光处理，但是双氧水易分解导致其使用时有较大的制约性。
目前，现有技术已经公开了一些金属化学抛光液的技术方案，例如公布号为cn105734574a的中国专利申请，公开了一种抛光液，包括如下质量份的各组分：磷酸1020份-1360份；硫酸367份-734份；铝离子3份-30份；强氧化剂5份-40份；缓蚀剂0.5份-10份；光亮剂0.1份-4份。上述抛光液采用磷酸、硫酸、铝离子、强氧化剂、缓蚀剂和光亮剂协同配合，可以有效地避免铝材过腐蚀的问题，并且还可以确保具有较好的抛光效果和较高的抛光效率。但是该化学抛光液适应面窄，仅适用于铝合金，对于铜合金的化学抛光达不到镜面光亮的效果，同时不适用于尺寸要求严苛的铜合金精密零部件的抛光。
技术实现要素：
为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种铜合金化学抛光液，主要解决现有技术中抛光液对铜合金表面腐蚀速度快、抛光光亮度不佳的问题。为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于精密铜合金工件的化学抛光液，由下列重量份的原料制成：85wt%磷酸1000-1200份、98wt%硫酸350-500份、磷酸铝3-10份、过硫酸钾10-30份、二苯基硫脲0.1-0.5份、缓蚀剂3-5份，所述缓蚀剂为2-乙基-3，5-二甲基吡嗪、硫脲、山梨醇和磺基水杨酸的混合物，四者的质量比为1：1-3：3-5：5-10。
优选地，一种用于精密铜合金工件的化学抛光液，由下列重量份的原料制成：85wt%磷酸1200份、98wt%硫酸500份、磷酸铝10份、过硫酸钾30份、二苯基硫脲0.5份、缓蚀剂5份，所述缓蚀剂为2-乙基-3，5-二甲基吡嗪、硫脲、山梨醇和磺基水杨酸的混合物，四者的质量比为1：1：3：10。
优选地，一种用于精密铜合金工件的化学抛光液，由下列重量份的原料制成：85wt%磷酸1000份、98wt%硫酸350份、磷酸铝3份、过硫酸钾10份、二苯基硫脲0.1份、缓蚀剂3份，所述缓蚀剂为2-乙基-3，5-二甲基吡嗪、硫脲、山梨醇和磺基水杨酸的混合物，四者的质量比为1：3：5：8。
优选地，一种用于精密铜合金工件的化学抛光液，由下列重量份的原料制成：85wt%磷酸1000份、98wt%硫酸400份、磷酸铝5份、过硫酸钾20份、二苯基硫脲0.3份、缓蚀剂4份，所述缓蚀剂为2-乙基-3，5-二甲基吡嗪、硫脲、山梨醇和磺基水杨酸的混合物，四者的质量比为1：2：4：7。
本发明的铜合金化学抛光液制备方法简单，将磷酸和硫酸混合均匀后依次加入其他原料搅拌均匀即可。
本发明采用85wt%磷酸和98wt%硫酸的混合酸作为腐蚀酸，避免采用硝酸导致“黄烟”污染物的环保问题。硫酸在腐蚀铜的过程中不会产生烟雾，可保证抛光过程的绿色环保要求。磷酸在对铜合金表面起腐蚀溶解作用的同时，会生成一层磷酸盐转化膜，这层膜阻碍了铜合金表面溶液的扩散，减慢了腐蚀速度，降低了铜合金表面的粗糙度并提高了光亮度。
本发明采用过硫酸钾作为氧化剂，一方面可以有效地抑制化学反应的进程，使表面的金属能够均匀地进行腐蚀，另一方面有助于下一步腐蚀反应的进行，有助于表面微观凸起的区域反应的迅速发生。本发明通过过硫酸钾与硫酸协同作用，使铜件表面光亮，且使抛光后的零件上形成一层均匀透明的膜。
本发明采用磷酸铝作为粘度调节剂，当铜合金完成化学抛光，取出槽液滞留空气中，粘度适中的反应溶液均匀停留在铜合金表面，使缓蚀剂可以在铜合金表面均匀作用，防止空气进入铜合金表面造成腐蚀不均匀现象。
本发明通过添加2-乙基-3，5-二甲基吡嗪与硫脲、山梨醇、磺基水杨酸作为复合缓蚀剂配合使用，会吸附于铜合金表面，使金属的阳极溶解过程和阴极析氢过程减慢，达到减缓腐蚀的作用，降低腐蚀速度，从而使得尺寸要求苛刻的铜合金精密零件抛光成为可能。2-乙基-3，5-二甲基吡嗪既能够进一步抑制过度腐蚀、避免表面缺陷的产生并改善铜合金表面的光亮度，与硫脲、山梨醇、磺基水杨酸协同作用。发明人发现，若缓释剂或配比比例选择不合理，都会影响腐蚀速度和光亮度，最终影响产品尺寸和表面镜面光亮效果。本发明的发明人通过大量实验发现，缓蚀剂选择2-乙基-3，5-二甲基吡嗪、硫脲、山梨醇和磺基水杨酸的混合物，四者的质量比为1：1-3：3-5：5-10时可以最大程度发挥协同缓蚀的作用，并与腐蚀酸、氧化剂、粘度调节剂和光亮剂共同作用，实现铜合金的精密抛光和镜面光亮效果。
与现有技术相比，本发明的铜合金化学抛光液环保无黄烟、腐蚀速度慢、可以达到镜面光亮的效果，尤其适用于尺寸要求严苛的铜合金精密零部件的抛光。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步描述。
实施例1：
一种用于精密铜合金工件的化学抛光液，由下列重量份的原料制成：85wt%磷酸1200份、98wt%硫酸500份、磷酸铝10份、过硫酸钾30份、二苯基硫脲0.5份、缓蚀剂5份，所述缓蚀剂为2-乙基-3，5-二甲基吡嗪、硫脲、山梨醇和磺基水杨酸的混合物，四者的质量比为1：1：3：10。所述铜合金化学抛光液制备方法为：将磷酸和硫酸混合均匀后依次加入其他原料搅拌均匀即可。
实施例2：
一种用于精密铜合金工件的化学抛光液，由下列重量份的原料制成：85wt%磷酸1000份、98wt%硫酸350份、磷酸铝3份、过硫酸钾10份、二苯基硫脲0.1份、缓蚀剂3份，所述缓蚀剂为2-乙基-3，5-二甲基吡嗪、硫脲、山梨醇和磺基水杨酸的混合物，四者的质量比为1：3：5：8。所述铜合金化学抛光液制备方法为：将磷酸和硫酸混合均匀后依次加入其他原料搅拌均匀即可。
实施例3：
一种用于精密铜合金工件的化学抛光液，由下列重量份的原料制成：85wt%磷酸1000份、98wt%硫酸400份、磷酸铝5份、过硫酸钾20份、二苯基硫脲0.3份、缓蚀剂4份，所述缓蚀剂为2-乙基-3，5-二甲基吡嗪、硫脲、山梨醇和磺基水杨酸的混合物，四者的质量比为1：2：4：7。所述铜合金化学抛光液制备方法为：将磷酸和硫酸混合均匀后依次加入其他原料搅拌均匀即可。
对比例1：
一种铜合金化学抛光液，由下列重量份的原料制成：85wt%磷酸1000份、98wt%硫酸400份、磷酸铝5份、过硫酸钾20份、二苯基硫脲0.3份、缓蚀剂4份，所述缓蚀剂为硫脲、山梨醇和磺基水杨酸的混合物，三者的质量比为2：4：7。
对比例1与实施例3的不同之处在于，缓蚀剂不添加2-乙基-3，5-二甲基吡嗪。
对比例2：
一种铜合金化学抛光液，由下列重量份的原料制成：85wt%磷酸1000份、98wt%硫酸400份、磷酸铝5份、高锰酸钾20份、二苯基硫脲0.3份、缓蚀剂4份，所述缓蚀剂为2-乙基-3，5-二甲基吡嗪、硫脲、山梨醇和磺基水杨酸的混合物，四者的质量比为1：2：4：7。
对比例2与实施例3的不同之处在于，用高锰酸钾替代过硫酸钾。
对比例3：
一种铜合金化学抛光液，由下列重量份的原料制成：85wt%磷酸1000份、98wt%硫酸400份、磷酸铝5份、过硫酸铵20份、二硫代二苯并噻唑0.3份、缓蚀剂4份，所述缓蚀剂为2-乙基-3，5-二甲基吡嗪、硫脲、山梨醇和磺基水杨酸的混合物，四者的质量比为1：2：4：7。
对比例3与实施例3的不同之处在于，用过硫酸铵替代过硫酸钾、二硫代二苯并噻唑替代二苯基硫脲。
对比例4：
一种铜合金化学抛光液，由下列重量份的原料制成：85wt%磷酸1000份、98wt%硫酸400份、磷酸铝5份、过硫酸钾20份、二苯基硫脲0.3份、缓蚀剂4份，所述缓蚀剂为2-乙基-3，5-二甲基吡嗪、乌洛托品、山梨醇和磺基水杨酸的混合物，四者的质量比为1：2：4：7。
对比例4与实施例3的不同之处在于，用乌洛托品替代硫脲。
对比例5：
一种铜合金化学抛光液，由下列重量份的原料制成：85wt%磷酸1000份、98wt%硫酸400份、磷酸铝5份、过硫酸钾20份、二苯基硫脲0.3份、缓蚀剂4份，所述缓蚀剂为2-乙基-3，5-二甲基吡嗪、尿素、山梨醇和水杨酸的混合物，四者的质量比为1：2：4：7。
对比例5与实施例3的不同之处在于，用尿素替代硫脲、用水杨酸替代磺基水杨酸。
对比例6：
一种铜合金化学抛光液，由下列重量份的原料制成：85wt%磷酸1000份、98wt%硫酸400份、磷酸铝5份、过硫酸钾20份、二苯基硫脲0.3份、缓蚀剂4份，所述缓蚀剂为2-乙酰基吡咯、硫脲、山梨醇和磺基水杨酸的混合物，四者的质量比为1：2：4：7。
对比例6与实施例3的不同之处在于，用2-乙酰基吡咯替代2-乙基-3，5-二甲基吡嗪。
对比例7：
一种铜合金化学抛光液，由下列重量份的原料制成：85wt%磷酸1000份、98wt%硫酸400份、磷酸铝5份、过硫酸钾20份、二苯基硫脲0.3份、缓蚀剂4份，所述缓蚀剂为2-巯基-苯并咪唑、硫脲、山梨醇和磺基水杨酸的混合物，四者的质量比为1：2：4：7。
对比例7与实施例3的不同之处在于，用2-巯基-苯并咪唑替代2-乙基-3，5-二甲基吡嗪。
对比例8：
一种铜合金化学抛光液，由下列重量份的原料制成：85wt%磷酸1000份、98wt%硫酸400份、磷酸铝5份、过硫酸钾20份、二苯基硫脲0.3份、缓蚀剂4份，所述缓蚀剂为3，5-二甲基吡唑、硫脲、山梨醇和磺基水杨酸的混合物，四者的质量比为1：2：4：7。
对比例8与实施例3的不同之处在于，用3，5-二甲基吡唑替代2-乙基-3，5-二甲基吡嗪。
对比例9：
一种铜合金化学抛光液，由下列重量份的原料制成：85wt%磷酸1000份、98wt%硫酸400份、磷酸铝5份、过硫酸钾20份、二苯基硫脲0.3份、缓蚀剂4份，所述缓蚀剂为2-乙基-3，5-二甲基吡嗪、硫脲、山梨醇和磺基水杨酸的混合物，四者的质量比为1：1：1：1。
对比例9与实施例3的不同之处在于，所述缓蚀剂为2-乙基-3，5-二甲基吡嗪、硫脲、山梨醇和磺基水杨酸的混合物，四者的质量比为1：1：1：1。
取h90铜材加工成100mm×100mm的薄片，用实施例1-3和对比例1-9的化学抛光液分别对相同尺寸、相同表面加工状态的h90铜合金试样进行化学抛光处理。具体测试过程如下：将h90铜片常规脱脂后水洗烘干，测量铜片厚度和反射率，然后将各组铜片工件进行化学抛光，温度常温，时间2min，取出水洗后浸于5wt％硫酸溶液中10s，水洗、烘干，测量铜片厚度和反射率。测量厚度的具体方法为：在经过每个工件平面中心点的长度方向上平均四等分后用千分尺测量中间3个点的厚度值并取平均值。测量反射率的具体方法为：采用反射率测量仪测量铜片中心位置的反射率数值，反射率数值与光亮度成正比。
测试结果如表1所示。
表1
从表1可知在相同的抛光温度、抛光时间条件下，实施例1-3的化学抛光液对铜表面腐蚀速度缓慢、温和，抛光后的厚度损失不超过0.02mm，抛光后反射率达到90%以上，镜面光亮度好；而对比例1-9的化学抛光液对铜表面腐蚀速度明显更快，抛光后的厚度损失超过0.1mm，并且达不到镜面光亮的效果。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。