一種化學拋光液及合金表面拋光處理方法
【專利摘要】本發明公開了一種化學拋光液及合金表面處理方法，每升拋光液中各組分含量為：過硫酸鹽30～100g，濃硫酸300～500ml，粘度調整劑10～40g，光亮劑2～14g，余量為水。將合金工件依次進行除油、清洗、酸洗活化、清洗；將上述經前處理后合金工件置于所述的化學拋光液中浸漬；拋光完成后，將合金工件依次清洗、鈍化、清洗、烘干即可。本發明采用過硫酸鈉作為氧化劑，拋光過程中不產生“黃煙”，綠色環保。且該拋光液成分簡單，容易管控。所得化學拋光表面光亮、平整，可達鏡面拋光效果。本發明的拋光液可以廣泛的應用于銅合金表面的拋光。
【專利說明】一種化學拋光液及合金表面拋光處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種化學拋光溶液，尤其是涉及一種合金表面拋光處理方法和化學拋光液。
【背景技術】
[0002]合金，如不銹鋼、黃銅、鋁合金等被廣泛用于裝飾性精加工制品、機械零件及工具產品中。在這些制件的加工過程及最終產品的形成都需要拋光處理改善表面粗糙度及光亮度。目前，主要的合金拋光技術有:電化學拋光、化學拋光及機械拋光。相對于其他兩種，化學拋光以成本低、操作簡單、拋光效果均勻等優點而受到廣泛應用，特別適用于形狀復雜的零部件的拋光。
[0003]現今生產上應用的化學拋光液，若按所用氧化劑來分類，主要有以下三種類型:
(I)硝酸及其鹽系列，該方法在化學拋光的過程中會產生大量的氮氧化物，俗稱“黃煙”。氮氧化物氣體毒性很大，對于人體以及環境都會造成嚴重的危害。(2)鉻酸鹽系列，該拋光方法因成本高，廢水處理費用高，而且存在Cr6+的污染問題，因此在工業生產中應用越來越少。(3)過氧化氫系列，該方法存在過氧化氫不穩定，拋光劑壽命普遍不長，生產成本偏高等問題。
【發明內容】
[0004]本發明要解 決的技術問題是針對現有的技術缺陷提供一種無污染且穩定性良好的化學拋光劑及合金表面拋光處理方法。
[0005]一種化學拋光液，每升拋光液中各組分含量為:過硫酸鹽30~100g，濃硫酸300~500ml，粘度調整劑10~40g，光亮劑2~14g，余量為水。
[0006]所述過硫酸鹽為過硫酸鉀、過硫酸鈉或過硫酸銨中的一種或兩種以上。
[0007]所述濃硫酸的質量濃度為98%。
[0008]所述粘度調整劑為明膠、聚乙二醇、硫酸銅、纖維素醚、聚乙烯吡咯烷酮中的一種或兩種以上。所述調整劑使拋光反應緩慢而均勻進行，保證拋光后的表面效果。
[0009]所述光亮劑為硫脲、尿素、磺胺、精氨酸、甘氨酸、蛋氨酸、苯并三氮唑、磺基水楊酸、檸檬酸、十二烷基磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨中的一種或兩種以上。所述光亮劑可以使拋光后的工件表面更光亮平整。
[0010]一種化學拋光方法，主要包括以下步驟；
[0011]a.前處理:將金屬工件依次進行除油、清洗、活化、清洗；
[0012]b.化學拋光:將上述前處理后合金工件置于權利要求1~6任意一項所述的化學拋光液中浸潰；
[0013]c.后處理:拋光完成后，將合金工件依次清洗、鈍化、清洗、烘干即可。
[0014]步驟(2)所 述浸潰是在30~45°C下浸潰3~9min，浸潰過程中進行攪拌。
[0015]步驟(1)所述清洗包括水洗及蒸餾水超聲波清洗；所述除油是在40g/L碳酸鈉、35g/L磷酸鈉和2ml/L OP乳化劑的混合溶液中，處理lmin。
[0016]步驟(3)所述鈍化是在6g/L苯并三氮唑、20g/L聚乙二醇和3g/L磺基水楊酸的混合溶液中，處理lmin。
[0017]本發明采用硫酸和過硫酸鹽體系，配合粘度調整劑、光亮劑，制成化學拋光液。該化學拋光液避免了在拋光過程中產生的氮氧化物等有害氣體，減少了對環境的污染和對生產人員的傷害。本發明的化學液拋光效果較穩定(與過氧化氫系列化學拋光液相比較)，且該拋光液成分簡單，容易管控。對金屬表面進行化學拋光得到的化學拋光面光亮度高、表面平整，可達到鏡面拋光效果。本發明的拋光液可以廣泛的應用于銅合金表面的拋光。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為實施例4處理前金屬表面輪廓線掃描圖。
[0019]圖2為實施例4處理后金屬表面輪廓線掃描圖。 【具體實施方式】
[0020]本發明的拋光液應用于銅合金有優異的效果，本發明的實施例以銅合金為例加以說明。
[0021]以下結合實施例對本發明作進一步詳細描述。
[0022]實施例1
[0023]1、依下述組分配制化學拋光液:
[0024]每升拋光液中含:過硫酸鈉90g，98%的濃硫酸350ml，聚乙二醇600015g，CTAB0.5g，精氨酸5g，蛋氨酸5g，磺基水楊酸2g，余量為水。
[0025]2、一種化學拋光方法，具體步驟如下:
[0026]將銅合金樣品依次進行除油(40g/L碳酸鈉、35g/L磷酸鈉和2ml/L 0P-10乳化劑，處理lmin)、流水洗、酸洗活化(10%硫酸，處理10s)、流水洗，然后再將該樣品置于上述配制的化學拋光液中在40°C下浸潰8分鐘，化學拋光過程中對溶液進行適當攪拌，取出樣品清洗(流水洗+蒸餾水超聲波清洗)，再依次進行鈍化(6g/L苯并三氮唑、20g/L聚乙二醇和3g/L磺基水楊酸，處理時間lmin)、清洗(流水洗+蒸餾水超聲波清洗)、烘干，所得產品表面平整，光亮。化學拋光后試樣粗糙度由0.84 μ m下降至0.59 μ m。
[0027]實施例2
[0028]1、依下述組分配制化學拋光液:
[0029]每升拋光液中含:過硫酸鈉40g,98%的濃硫酸450ml,聚乙二醇600025g,硫脲3g,十六烷基三甲基溴化銨0.5g，余量為水。
[0030]2、一種化學拋光方法，具體步驟如下:
[0031]將銅合金樣品依次進行除油(40g/L碳酸鈉、35g/L磷酸鈉和2ml/L 0P-10乳化劑，處理lmin)、流水洗、酸洗活化(10%硫酸，處理10s)、流水洗，然后再將該樣品置于上述配制的化學拋光液中在40°C下浸潰6分鐘，化學拋光過程中對溶液進行適當攪拌，取出樣品清洗(流水洗+蒸餾水超聲波清洗)，再依次進行鈍化(6g/L苯并三氮唑、20g/L聚乙二醇和3g/L磺基水楊酸，處理時間lmin)、清洗(流水洗及蒸餾水超聲波清洗)、烘干，所得產品表面平整，光亮。化學拋光后試樣粗糙度由0.11 μ m下降至0.07 μ m。[0032]實施例3
[0033]1、依下述組分配制化學拋光液:
[0034]每升拋光液中含:過硫酸鈉60g，98%的濃硫酸400ml，聚乙烯吡咯烷酮15g/L，CuS045g/L，磺基水楊酸2g/L，精氨酸5g/L，CTAB0.5g/L，余量為水。
[0035]2、一種化學拋光方法，具體步驟如下:
[0036]將銅合金樣品依次進行除油(40g/L碳酸鈉、35g/L磷酸鈉和2ml/L 0P-10乳化劑，處理lmin)、流水洗、酸洗活化(10%硫酸，處理10s)、流水洗，然后再將該樣品置于上述配制的化學拋光液中在40°C下浸潰9分鐘，化學拋光過程中對溶液進行適當攪拌，取出樣品清洗(流水洗+蒸餾水超聲波清洗)，再依次進行鈍化(6g/L苯并三氮唑、20g/L聚乙二醇和3g/L磺基水楊酸，處理時間lmin)、清洗(流水洗及蒸餾水超聲波清洗)、烘干，所得產品表面平整，光亮。化學拋光后試樣粗糙度由0.84 μ m下降至0.48 μ m。
[0037]實施例4
[0038]1、依下述組分配制化學拋光液:
[0039]每升拋光液中含:過硫酸鈉60g，98%的濃硫酸400ml，明膠15g，聚乙二醇600010g，硫酸銅5g，CTAB0.5g/L，磺基水楊酸3g，余量為水。
[0040]2、一種化學拋光方法，具體步驟如下:
[0041]將銅合金樣品依次進行除油(40g/L碳酸鈉、35g/L磷酸鈉和2ml/L 0P-10乳化劑，處理lmin)、流水洗、酸洗活`化(10%硫酸，處理10s)、流水洗，然后再將該樣品置于上述配制的化學拋光液中在35°C下浸潰7分鐘，化學拋光過程中對溶液進行適當攪拌，取出樣品清洗(流水洗+蒸餾水超聲波清洗)，再依次進行鈍化(6g/L苯并三氮唑、20g/L聚乙二醇和3g/L磺基水楊酸，處理時間lmin)、清洗(流水洗及蒸餾水超聲波清洗)、烘干，所得產品表面平整，光亮。化學拋光后試樣粗糙度由0.11 μ m下降至0.06 μ m。
【權利要求】
1.一種化學拋光液，其特征在于，每升拋光液中各組分含量為:過硫酸鹽30~100g，濃硫酸300~500ml，粘度調整劑10~40g，光亮劑2~14g，余量為水。
2.根據權利要求1所述的化學拋光液，其特征在于，每升拋光液中各組分含量為:過硫酸鹽40~90g，濃硫酸350~450ml，粘度調節劑15~30g，光亮劑3.5~10g，余量為水。
3.根據權利要求1所述的化學拋光液，其特征在于，所述過硫酸鹽為過硫酸鉀、過硫酸鈉或過硫酸銨中的一種或兩種以上。
4.根據權利要求1所述的化學拋光液，其特征在于，所述濃硫酸的質量濃度為98%。
5.根據權利要求1或2或3所述的化學拋光液，其特征在于，所述粘度調整劑為明膠、聚乙二醇、硫酸銅、纖維素醚、聚乙烯吡咯烷酮中的一種或兩種以上。
6.根據權利要求1或2或3所述的化學拋光液，其特征在于，所述光亮劑為硫脲、尿素、磺胺、精氨酸、甘氨酸、蛋氨酸、苯并三氮唑、磺基水楊酸、檸檬酸、十二烷基磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨中的一種或兩種以上。
7.一種合金表面拋光處理方法，其特征在于，包括以下步驟: a.前處理:將合金工件依次進行除油、清洗、酸洗活化、清洗； b.化學拋光:將上述經前處理后合金工件置于權利要求1~6任意一項所述的學拋光液中浸潰； c.后處理:拋光完成后，將合金工件依此進行清洗、鈍化、清洗、烘干即可。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述浸潰是在30~45°C下浸潰3~9min，浸潰過程中進行攪拌。`
9.根據權利要求7或8所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述清洗包括水洗及蒸餾水超聲波清洗；所述除油是在40g/L碳酸鈉、35g/L磷酸鈉和2ml/L OP乳化劑的混合溶液中，處理Imin。
10.根據權利要求7或8所述的方法，其特征在于，步驟(3)所述鈍化是在6g/L苯并三氮唑、20g/L聚乙二醇和3g/L磺基水楊酸的混合溶液中，處理lmin。
【文檔編號】C23F3/00GK103757636SQ201410007435
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月7日 優先權日:2014年1月7日
【發明者】曾德長, 鄭惠豐, 余紅雅, 劉仲武, 匡同春 申請人:華南理工大學