一種不銹鋼化學(xué)拋光液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種不銹鋼化學(xué)拋光液，包括以下含量的組分：68%硝酸80~120mL/L；40%氫氟酸50~150mL/L；30%雙氧水50~120mL/L；85%磷酸50~80mL/L；98%濃硫酸50~80mL/L；95%乙醇10~30mL/L；尿素5~15g/L；光亮劑20~40g/L；抑霧劑0.5~2g/L；緩蝕劑2~6g/L，該化學(xué)拋光液拋光速度穩(wěn)定，處理過的不銹鋼工件表面平整、光亮、無掛灰，拋光過程中，刺激性酸性氣體揮發(fā)性小，且性能穩(wěn)定，可長期儲存，生產(chǎn)成本低。
【專利說明】一種不銹鋼化學(xué)拋光液

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬表面處理領(lǐng)域，特別是涉及一種不銹鋼化學(xué)拋光液。

【背景技術(shù)】
[0002]不銹鋼長期暴露在空氣中或經(jīng)過一定時(shí)間的使用后，灰塵或油脂等易黏附在不銹鋼表面發(fā)生化學(xué)變化，而形成一層薄而致密的氧化物膜，其主要成分為氧化鉻Cr2O3、氧化鎳N1以及難溶的氧化鐵鉻FeOCr2O3，這層氧化物膜不僅影響產(chǎn)品的外觀，而且影響后序加工的進(jìn)行，去除氧化皮的方法有機(jī)械法、化學(xué)法和電化學(xué)法，國內(nèi)一般多采用傳統(tǒng)的酸洗工藝，常用酸洗劑分兩大類:一類是硫酸-鉻酸系列，此類溶液穩(wěn)定，且具有一定的拋光作用，但酸洗劑中所含的鉻嚴(yán)重污染環(huán)境，廢水處理成本高，一類是硫酸-硝酸系列，這類酸洗劑使用溫度高，常溫下對厚氧化皮去除效果不理想，酸洗時(shí)間長，導(dǎo)致加工成本居高不下，特別是焊接處的黑渣基本上除不掉，拋光過程中會產(chǎn)生易揮發(fā)的氮氧化物，污染環(huán)境。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種不銹鋼化學(xué)拋光液，該化學(xué)拋光液不含鉻，常溫下拋光速度穩(wěn)定，處理過的不銹鋼工件表面平整、光亮、無掛灰,拋光過程中,刺激性酸性氣體揮發(fā)性小,且性能穩(wěn)定,可長期儲存,生產(chǎn)成本低。
[0004]本發(fā)明提供的不銹鋼化學(xué)拋光液，包括以下含量的組分:
68 wt% 硝酸 80?120 mL/L ；40 wt% 氫氟酸 50?150 mL/L ；30 wt% 雙氧水 50?120 mL/L ；85 wt% 磷酸 50?80 mL/L ；98wt% 濃硫酸 50?80 mL/L ；95 wt% 乙醇 10?30 mL/L ;尿素5?15g/L ;光亮劑20?40 g/L ;抑霧劑0.5?2 g/L ;緩蝕劑2?6 g/L。
[0005]所述緩蝕劑為六次甲基四胺。
[0006]所述抑霧劑為十二燒基苯磺酸鈉。
[0007]所述光亮劑為檸檬酸。
[0008]所述的不銹鋼化學(xué)拋光液的制備方法，包括以下步驟:根據(jù)欲制備的不銹鋼化學(xué)拋光液的量，量取適量的水加入反應(yīng)釜，邊攪拌邊緩慢加入配方量的濃硫酸，待溶液溫度降到室溫后，向其中加入配方量的乙醇、尿素、光亮劑，以及配方量的硝酸、磷酸、雙氧水、氫氟酸攪拌均勻；最后向反應(yīng)釜中加入配方量的緩蝕劑、抑霧劑和余量的水?dāng)嚢杈鶆?，得到無色澄清的化學(xué)拋光液。
[0009]作為一種優(yōu)選，所述的不銹鋼化學(xué)拋光液包含以下含量的組分:
硝酸100 mL/L ;氫氟酸120 mL/L ;雙氧水80 mL/L ;磷酸65 mL/L ;濃硫酸65 mL/L ;乙醇20 mL/L ;尿素10 g/L ;光亮劑30 g/L ;抑霧劑I g/L ;緩蝕劑4 g/L。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下:
(I)本發(fā)明的化學(xué)拋光液中的主酸為硝酸、硫酸與氫氟酸，硝酸與硫酸為強(qiáng)氧化性酸，對不銹鋼主要起鈍化和溶解作用，能夠溶解不銹鋼表面的大部分氧化皮層；氫氟酸對難溶的鐵鉻氧化物、錳氧化物、鑰氧化物具有較強(qiáng)的溶解能力，且氟離子是一種很好的絡(luò)合劑，能與反應(yīng)生成的金屬離子形成絡(luò)合離子，改善不銹鋼表面質(zhì)量，同時(shí)也能提高酸洗液的穩(wěn)定性；
(2)本發(fā)明的化學(xué)拋光液中還包含磷酸，磷酸的粘度較大，在拋光過程中對不銹鋼起腐蝕溶解作用，同時(shí)也可在不銹鋼表面生成一層不溶性的白色磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜(FePO4.2H20),阻礙金屬表面和本體溶液之間的擴(kuò)散，使得金屬的腐蝕相對減慢，表面凹凸部位最終平整化；
(3)本發(fā)明的化學(xué)拋光液中包含的雙氧水是強(qiáng)氧化劑，具有很強(qiáng)的氧化性，在不銹鋼化學(xué)拋光中，可使不銹鋼表面未除盡的氧化皮及焊接件的灰膜、黑渣去除干凈。雙氧水具有很強(qiáng)的氧化性，可使不銹鋼表面難溶于酸洗液的氧化物膜結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，增強(qiáng)酸洗效果。但雙氧水不穩(wěn)定，特別是溶液中有顆粒性雜質(zhì)時(shí)，會加速其分解，本發(fā)明中加入適量的乙醇能夠抑制雙氧水的分解；
(4)該化學(xué)拋光液中抑霧劑十二燒基苯磺酸鈉能夠在拋光液表面形成一層泡沫液膜，阻抑揮發(fā)性酸霧的擴(kuò)散；緩蝕劑六次甲基四胺的分子中有一個(gè)椅型六元環(huán)，其覆蓋在不銹鋼表面的單個(gè)分子面積較大，所以加入少量濃度的六次甲基四胺能達(dá)到較大的緩蝕效果，穩(wěn)定拋光速度；尿素作為添加劑加入到含有硝酸成分的拋光溶液中，能夠抑制氮氧化物有害氣體產(chǎn)生。

【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。實(shí)施例中所用的酸的質(zhì)量濃度分別為:68 wt%硝酸，40 wt%氫氟酸；30 wt%雙氧水,85 wt%磷酸,98 wt%濃硫酸,所用的乙醇為95 wt%乙醇。
[0012]實(shí)施例1:
在本實(shí)施例1中按照如下方法制備IL不銹鋼拋光液:
量取400 mL水加入到反應(yīng)釜中，邊攪拌邊緩慢加入50 mL濃硫酸，待溶液溫度降到室溫后，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雙氧水、150 mL氫氟酸攪拌均勻；最后向反應(yīng)爸中加入2 g六次甲基四胺、0.5 g十二燒基苯磺酸鈉和余量的水?dāng)嚢杈鶆?，得到無色澄清的不銹鋼化學(xué)拋光液。
[0013]實(shí)施例2:
在本實(shí)施例2中按照如下方法制備IL不銹鋼拋光液:
量取400 mL水加入到反應(yīng)爸中，邊攪拌邊緩慢加入配方量的65 mL濃硫酸,待溶液溫度降到室溫后，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雙氧水、120 mL氫氟酸攪拌均勻；最后向反應(yīng)釜中加入4 g六次甲基四胺、I g十二烷基苯磺酸鈉和余量的水?dāng)嚢杈鶆?，得到無色澄清的不銹鋼化學(xué)拋光液。
[0014]實(shí)施例3:
在本實(shí)施例3中按照如下方法制備IL不銹鋼拋光液:
量取400mL水加入到反應(yīng)爸中，邊攪拌邊緩慢加入配方量的80 mL濃硫酸,待溶液溫度降到室溫后，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雙氧水、50 mL氫氟酸攪拌均勻；最后向反應(yīng)爸中加入6 g六次甲基四胺、2 g十二燒基苯磺酸鈉和余量的水?dāng)嚢杈鶆颍玫綗o色澄清的不銹鋼化學(xué)拋光液。
[0015]實(shí)施例4，拋光性能的測試方
分別取實(shí)施例1，實(shí)施例2和實(shí)施例3制備的拋光液100 mL加入150 mL燒杯中，放入不銹鋼器具，常溫下靜置2 h進(jìn)行化學(xué)拋光。試驗(yàn)結(jié)束后取出不銹鋼器具，清洗表面，自然干燥，檢測表面光潔度。
[0016]實(shí)施例1、2和3中制備的化學(xué)拋光液所包含的成分相同，含量不同，但是都能夠達(dá)到很好拋光效果，在常溫下拋光速度穩(wěn)定，處理過的不銹鋼工件表面平整、光亮、無掛灰，拋光過程中，刺激性酸性氣體揮發(fā)性小，且性能穩(wěn)定，可長期儲存，生產(chǎn)成本低。
[0017]實(shí)施例1、2和3中制備的化學(xué)拋光液中主酸為硝酸、硫酸與氫氟酸，硝酸與硫酸為強(qiáng)氧化性酸，對不銹鋼主要起鈍化和溶解作用，能夠溶解不銹鋼表面的大部分氧化皮層；氫氟酸對難溶的鐵鉻氧化物、錳氧化物、鑰氧化物具有較強(qiáng)的溶解能力，且氟離子是一種很好的絡(luò)合劑，能與反應(yīng)生成的金屬離子形成絡(luò)合離子，改善不銹鋼表面質(zhì)量，同時(shí)也能提高酸洗液的穩(wěn)定性；包含的磷酸粘度較大，在拋光過程中對不銹鋼起腐蝕溶解作用，同時(shí)也可在不銹鋼表面生成一層不溶性的白色磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜(FePO4.2H20),阻礙金屬表面和本體溶液之間的擴(kuò)散，使得金屬的腐蝕相對減慢，表面凹凸部位最終平整化；包含的雙氧水是強(qiáng)氧化齊U，具有很強(qiáng)的氧化性，在不銹鋼化學(xué)拋光中，可使不銹鋼表面未除盡的氧化皮及焊接件的灰膜、黑渣去除干凈。雙氧水具有很強(qiáng)的氧化性，可使不銹鋼表面難溶于酸洗液的氧化物膜結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，增強(qiáng)酸洗效果，但雙氧水不穩(wěn)定，特別是溶液中有顆粒性雜質(zhì)時(shí)，會加速其分解，加入適量的乙醇能夠抑制雙氧水的分解；包含的抑霧劑十二烷基苯磺酸鈉能夠在拋光液表面形成一層泡沫液膜，阻抑揮發(fā)性酸霧的擴(kuò)散；緩蝕劑六次甲基四胺的分子中有一個(gè)椅型六元環(huán)，其覆蓋在不銹鋼表面的單個(gè)分子面積較大，所以加入少量濃度的六次甲基四胺能達(dá)到較大的緩蝕效果，穩(wěn)定拋光速度；尿素作為添加劑加入到含有硝酸成分的拋光溶液中，能夠抑制氮氧化物有害氣體產(chǎn)生。
[0018]本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行各種修改和變型,倘若這些修改和變型屬在本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則這些修改和變型也在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0019]說明書中未詳細(xì)描述的內(nèi)容為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種不銹鋼化學(xué)拋光液，其特征在于包括以下含量的組分: 68 wt% 硝酸 80?120 mL/L ；40wt % 氫氟酸 50?150 mL/L ；30 wt% 雙氧水 50?120 mL/L ；85 wt% 磷酸 50?80 mL/L ；98 wt% 濃硫酸 50?80 mL/L ；95 wt% 乙醇 10?30 mL/L ;尿素5?15 g/L ;光亮劑20?40 g/L ;抑霧劑0.5?2 g/L ;緩蝕劑2?6 g/L。
2.如權(quán)利要求1所述的不銹鋼化學(xué)拋光液，其特征在于包括以下含量的組分: 68 wt% 硝酸 100 mL/L ；40 wt% 氫氟酸 120mL/L ；30 wt% 雙氧水 80 mL/L ；85 wt% 憐酸 65 mL/L ；98 wt% 濃硫酸 65 mL/L ;95 wt% 乙醇 20 mL/L ;尿素 10 g/L ;光亮劑 30 g/L ；抑霧劑I g/L ;緩蝕劑4 g/L。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種不銹鋼化學(xué)拋光液，其特征在于:所述緩蝕劑為六次甲基四胺。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種不銹鋼化學(xué)拋光液，其特征在于:所述抑霧劑為十二燒基苯橫酸納。
5.如權(quán)利要求1或2所述的一種不銹鋼化學(xué)拋光液,其特征在于:所述光亮劑為朽1檬酸。
6.如權(quán)利要求1或2中所述的不銹鋼化學(xué)拋光液的制備方法，其特征在于:根據(jù)欲制備的不銹鋼化學(xué)拋光液的量，量取適量的水加入反應(yīng)釜，邊攪拌邊緩慢加入配方量的濃硫酸，待溶液溫度降到室溫后，向其中加入配方量的乙醇、尿素、光亮劑，以及配方量的硝酸、磷酸、雙氧水、氫氟酸攪拌均勻；最后向反應(yīng)釜中加入配方量的緩蝕劑、抑霧劑和余量的水?dāng)嚢杈鶆?，得到無色澄清的化學(xué)拋光液。
【文檔編號】C23F3/06GK104372342SQ201410685594
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】吳田, 劉瓊, 曾國平, 馬曉玲, 陳功軒 申請人:湖北第二師范學(xué)院