本發(fā)明涉及金屬化學(xué)拋光液領(lǐng)域，尤其涉及一種316l不銹鋼鏡面拋光液。

背景技術(shù)：

不銹鋼具有耐腐蝕、耐磨損、易加工等優(yōu)良性能，被廣泛用于建筑業(yè)、廚房器具、汽車(chē)排氣系統(tǒng)等領(lǐng)域，還具有美觀效果。不銹鋼在熱加工、機(jī)械加工或放置一定時(shí)間后其表面會(huì)形成毛刺、或一層灰黑色氧化膜，氧化膜的主要成分為cr2o3、nio以及十分難溶的feo，它們的存在一方面影響外觀質(zhì)量，另一方面也影響產(chǎn)品的使用性能，因此要采取適當(dāng)措施加以清除。對(duì)不銹鋼表面進(jìn)行拋光處理，是不銹鋼制品中最為常用的處理工藝。在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中，對(duì)不銹鋼的表面進(jìn)行拋光處理不僅僅會(huì)對(duì)材料表面產(chǎn)生較大的改善，如在降低表面的粗糙度提高光亮度的同時(shí)，還能直接對(duì)不銹鋼的壽命及其產(chǎn)品質(zhì)量起到巨大的積極影響。

與機(jī)械拋光和電化學(xué)拋光相比，化學(xué)拋光由于成本低廉、效果較好、使用方便、操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、拋光后的表面光亮美觀、平整等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于表面處理過(guò)程。然而，傳統(tǒng)的不銹鋼化學(xué)拋光液具有其局限性，含有硝酸的“三酸”拋光液會(huì)產(chǎn)生“黃煙”酸霧，不僅影響操作者的身體健康，也對(duì)環(huán)境有所污染；含有過(guò)氧化氫的拋光液在拋光過(guò)程容易分解，無(wú)形之中增加了拋光成本，降低拋光效果。

雖然現(xiàn)在很多研究都在著力于通過(guò)其它試劑吸收氣體的作用來(lái)減少氮氧化物的生成，但這也降低了化學(xué)拋光的效率，如為了減少作業(yè)過(guò)程中nox氣體的產(chǎn)生，可向溶液添加尿素或氨基磺酸，或者加入一些聚合物，如粘土、硅酸鈉鋁等，可有效吸收反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的氧化硫、硫化氫氣體，以上方法雖然減少了在拋光過(guò)程中氮氧化物的產(chǎn)生，但是拋光后金屬表面的光亮度受到了影響。所以現(xiàn)階段亟需開(kāi)發(fā)出一種拋光效果好、成本低、無(wú)污染而且制備工藝簡(jiǎn)單的化學(xué)拋光液。

316l不銹鋼(00cr17ni14mo2)塑性、韌性、冷變形焊接工藝性能、高溫性能良好，相比304不銹鋼，由于316l不銹鋼含碳量低且含有2％-3％的鉬，提高了對(duì)還原性鹽的各種無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸、堿鹽類(lèi)的耐腐蝕性能，同時(shí)耐高溫和高溫抗氧化性也很好，因此，對(duì)其拋光液的要求也更加嚴(yán)苛。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種拋光效果良好的316l不銹鋼拋光液，其成本低、無(wú)污染、制備簡(jiǎn)單，能達(dá)到近似鏡面的效果。

本發(fā)明提出的一種316l不銹鋼鏡面拋光液，其特征在于，由以下配比的組分組成：

硝酸鈉60~100g/l，

過(guò)硫酸鈉30~50g/l，

密度為1.2g/ml的硫酸80~160ml/l，

密度為1.7g/ml的磷酸110~160ml/l，

十八烷胺1~5g/l，

檸檬酸3~6g/l，

聚丙烯醇10~25g/l，

改性聚醚有機(jī)硅消泡劑5~8g/l，

op乳化劑0.1~1g/l，

溴化鈉0.1~5g/l，

其余為去離子水，

其中，硝酸根和過(guò)硫酸根的總量與氫離子的摩爾比為1:(3.5~6.8)。

本發(fā)明拋光液中的氧化劑采用硝酸鈉和過(guò)硫酸鈉復(fù)配，避免了傳統(tǒng)拋光液使用硝酸產(chǎn)生的“黃煙”酸霧。硝酸鈉在酸性溶液中具有很強(qiáng)的氧化性，過(guò)硫酸鈉還原后會(huì)生成硫酸鈉，對(duì)環(huán)境不會(huì)造成污染，并具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性，能使金屬表面氧化成金屬氧化物或是固態(tài)鈍化膜，通過(guò)正交試驗(yàn)確定得出，當(dāng)硝酸鈉60~100g/l和過(guò)硫酸鈉30~50g/l配合使用時(shí)，可加劇不銹鋼在化學(xué)拋光過(guò)程中的鈍化現(xiàn)象。

本發(fā)明拋光液中的腐蝕劑采用密度為1.2g/ml的硫酸和密度為1.7g/ml的磷酸進(jìn)行復(fù)配，硫酸不會(huì)產(chǎn)生煙霧，可保證拋光過(guò)程的綠色環(huán)保要求。磷酸在對(duì)不銹鋼起腐蝕溶解作用的同時(shí)，會(huì)生成一層白色磷酸轉(zhuǎn)化膜(fepo4?2h2o)，這層膜阻礙了金屬表面溶液的擴(kuò)散，減慢了對(duì)金屬表面的腐蝕，降低了不銹鋼表面的粗糙度并提高了光亮度。兩者的濃度直接影響化學(xué)拋光的反應(yīng)速率，其濃度越大，拋光液中的氫離子濃度越高，腐蝕反應(yīng)就越迅速，但如果濃度過(guò)高，則易發(fā)生過(guò)腐蝕現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)多次正交試驗(yàn)，我們得出，當(dāng)硫酸和磷酸的配合用量在分別80~160ml/l和110~160ml/l時(shí)，可使拋光效果最佳。

在進(jìn)行試驗(yàn)過(guò)程中我們還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)拋光液中氧化劑相對(duì)腐蝕劑含量較高時(shí)，不銹鋼表面會(huì)沉積部分氧化物，這些氧化物不能完全被腐蝕溶解，導(dǎo)致不銹鋼表面光亮度下降、表面發(fā)黑變暗，當(dāng)腐蝕劑相對(duì)氧化劑的含量較低時(shí)，則不銹鋼表面的氧化反應(yīng)不能夠完全進(jìn)行，易出現(xiàn)過(guò)腐蝕的現(xiàn)象，嚴(yán)重的還會(huì)出現(xiàn)“點(diǎn)蝕”?；谘趸瘎┖透g劑這種相互協(xié)調(diào)相互制約的關(guān)系，導(dǎo)致拋光反應(yīng)的過(guò)程比較復(fù)雜，選擇合理的氧化劑和腐蝕劑的濃度配比至關(guān)重要。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)拋光液中的硝酸根和過(guò)硫酸根的總量與氫離子的摩爾比達(dá)到一定比例時(shí)，會(huì)使拋光效果達(dá)到最佳。具體在本發(fā)明當(dāng)中，硝酸根和過(guò)硫酸根的總量與氫離子的摩爾比優(yōu)選為1:(3.5~6.8)。

本發(fā)明緩蝕劑選用十八烷胺和檸檬酸，當(dāng)其濃度分別為1~5g/l和3~6g/l時(shí)可起到較好的減緩化學(xué)腐蝕的作用，聚丙烯醇是一種親水性高分子，可起到增粘作用進(jìn)而調(diào)控拋光速率，改性聚醚有機(jī)硅消泡劑在化學(xué)拋光過(guò)程中能夠抑制泡沫產(chǎn)生或者消除已產(chǎn)生的泡沫，避免拋光液溢出引起其成分變化，op乳化劑能夠降低不銹鋼表面與拋光液之間的表面張力，減慢金屬表面的凹陷處反應(yīng)的發(fā)生，來(lái)達(dá)到使表面平整光滑的效果，溴化鈉可與十八烷胺協(xié)同作用產(chǎn)生更優(yōu)良的緩釋效果。上述添加劑與腐蝕劑和氧化劑協(xié)同作用，共同增強(qiáng)拋光液的拋光效果。

作為優(yōu)選方案，該拋光液可由以下配比的組分組成：

硝酸鈉60~80g/l，

過(guò)硫酸鈉40~48g/l，

密度為1.2g/ml的硫酸80~140ml/l，

密度為1.7g/l的磷酸120~150ml/l，

十八烷胺2~3g/l，

檸檬酸4~6g/l，

聚丙烯醇15~20g/l，

改性聚醚有機(jī)硅消泡劑5~6g/l，

op乳化劑0.3~0.5g/l，

溴化鈉0.25g/l，

其余為去離子水，

其中，硝酸根和過(guò)硫酸根的總量與氫離子的摩爾比為1:4.5。

本發(fā)明還提供了一種316l不銹鋼鏡面拋光液的拋光工藝，在化學(xué)拋光之前需要對(duì)316l不銹鋼基材進(jìn)行脫脂除油、去離子水清洗等預(yù)處理，然后進(jìn)行拋光，拋光工藝參數(shù)為常溫，浸泡時(shí)間5-10min，優(yōu)選的，浸泡時(shí)間為7min，然后用去離子水進(jìn)行多次清洗，干燥，即可得到近似鏡面的316l不銹鋼表面。

有益效果

本發(fā)明提供的316l不銹鋼拋光液，其優(yōu)點(diǎn)為：

（1）針對(duì)316l不銹鋼比一般不銹鋼耐腐蝕、耐高溫和抗氧化性更強(qiáng)的特點(diǎn)，通過(guò)正交試驗(yàn)得出氧化劑和腐蝕劑復(fù)配的最佳濃度以及配比，即可降低表面粗糙度，得到表面平整光滑、近似鏡面的金屬表面；

（2）不含硝酸、鹽酸等可產(chǎn)生酸霧的溶劑，拋光液性能穩(wěn)定，安全環(huán)保無(wú)污染；

（3）制備工藝簡(jiǎn)單，無(wú)需高溫加熱，常溫即可進(jìn)行拋光，拋光效率高。

附圖說(shuō)明

圖1為處理前金屬表面的透射電鏡圖；

圖2為實(shí)施例2處理后金屬表面的透射電鏡圖。

具體實(shí)施方式

測(cè)試方法：

在拋光之前對(duì)316l不銹鋼板材進(jìn)行脫脂除油、去離子水清洗預(yù)處理，然后進(jìn)行拋光，溫度為常溫，分別在以下實(shí)施例、對(duì)比例的拋光液和市售常用拋光液中浸泡7min，然后用去離子水進(jìn)行多次清洗，干燥即得。

拋光液中的氫離子濃度用ph計(jì)來(lái)測(cè)量；

表面粗糙度由表面粗糙度儀測(cè)量；

金屬表面光澤度用測(cè)光儀（gb4550）測(cè)量；

表面平整度通過(guò)目測(cè)法評(píng)估。

實(shí)施例1

一種316l不銹鋼拋光液，其組分配比為：硝酸鈉70g/l，過(guò)硫酸鈉44g/l，密度為1.2g/ml的硫酸100ml/l，密度為1.7g/l的磷酸130ml/l，十八烷胺3g/l，檸檬酸4g/l，聚丙烯醇15g/l，改性聚醚有機(jī)硅消泡劑5g/l，op乳化劑0.5g/l，溴化鈉0.25g/l，其余為去離子水，其中，硝酸根和過(guò)硫酸根的總量與氫離子的摩爾比約為1:4.2。

對(duì)比例1

一種316l不銹鋼拋光液，其組分配比為：硝酸鈉60g/l，過(guò)硫酸鈉30g/l，密度為1.2g/ml的硫酸160ml/l，密度為1.7g/ml的磷酸160ml/l，十八烷胺3g/l，檸檬酸4g/l，聚丙烯醇15g/l，改性聚醚有機(jī)硅消泡劑5g/l，op乳化劑0.5g/l，溴化鈉0.25g/l，其余為去離子水，其中，硝酸根和過(guò)硫酸根的總量與氫離子的摩爾比約為1:8.1。

實(shí)施例2

一種316l不銹鋼拋光液，其組分配比為：硝酸鈉80g/l，過(guò)硫酸鈉40g/l，密度為1.2g/ml的硫酸140ml/l，密度為1.7g/ml的磷酸130ml/l，十八烷胺2.5g/l，檸檬酸5g/l，聚丙烯醇18g/l，改性聚醚有機(jī)硅消泡劑5.5g/l，op乳化劑0.4g/l，溴化鈉0.25g/l，其余為去離子水，其中，硝酸根和過(guò)硫酸根的總量與氫離子的摩爾比約為1:5.2。

對(duì)比例2

一種316l不銹鋼拋光液，其組分配比為：硝酸鈉100g/l，過(guò)硫酸鈉50g/l，密度為1.2g/ml的硫酸80ml/l，密度為1.7g/ml的磷酸120ml/l，十八烷胺2.5g/l，檸檬酸5g/l，聚丙烯醇18g/l，改性聚醚有機(jī)硅消泡劑5.5g/l，op乳化劑0.4g/l，溴化鈉0.25g/l，其余為去離子水，其中，硝酸根和過(guò)硫酸根的總量與氫離子的摩爾比約為1:3。

表1為測(cè)試結(jié)果：

由以上數(shù)據(jù)可以看出，采用實(shí)施例1和實(shí)施例2的拋光液，其中硝酸根和過(guò)硫酸根的總量與氫離子的摩爾比分別約為1:4.2和1:5.2，可以使不銹鋼表面粗糙度大大降低、亮度高、表面平整度高、達(dá)到近似鏡面的效果，對(duì)比例1和2雖然也能獲得較好的拋光效果，但由于其硝酸根和過(guò)硫酸根的總量與氫離子的摩爾比不在本發(fā)明限定的1:(3.5~6.8)的范圍內(nèi)（摩爾比過(guò)大或過(guò)?。虼吮葘?shí)施例1或2的鏡面效果差，然而仍比市售常規(guī)三酸拋光劑具有更好的拋光效果?？梢?jiàn)本發(fā)明限定的復(fù)配比例可以使氧化劑和腐蝕劑相互協(xié)調(diào)、并與各添加劑相互作用達(dá)到最佳拋光效果。

以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只是作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。