CN104073170B - 一种铝合金表面超精密加工专用纳米浆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝合金表面超精密加工专用纳米浆料，其特征在于是由下列重量百分比的原料制备而成：硅溶胶90-94％，有机碱0.05-2％，缓蚀剂0.05-1％，余量为去离子水；所述的缓蚀剂是BTA、咪唑中的一种或多种的混合物；所述的有机碱是乙二胺、三乙醇胺、三乙烯四胺或乙醇胺中的一种或多种的混合物。其制备过程包括将上述各原料分别配成溶液备料，然后按一定顺序加入搅拌的步骤。该纳米浆料可增强铝合金抛光过程中胶体二氧化硅对铝合金的去除速率，同时可以使钢材获得镜面。产品的可稀释比例高，稳定性强，成本较低，不污染环境及腐蚀设备。

Description

一种铝合金表面超精密加工专用纳米浆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及抛光材料制备技术领域，特别是一种用于铝合金的表面超精密加工专用纳米浆料及其制备方法。
背景技术
化学抛光是铝及其合金表面处理中的一个重要工序，通过化学抛光可以获得光洁平整的表面，使铝的光反射能力、热反射能力以及耐腐蚀性能得到加强，同时提高了铝制品的装饰效果。
现有的铝合金抛光液含有硝酸、盐酸、硫酸等强酸，不仅污染环境，还会对铝合金基材造成腐蚀，而目前市场上大多数不含有酸性原料的抛光液抛光效果又很不理想，使得抛光液在环保性与抛光效率这两个性能指标上往往顾此失彼，难以兼顾。
此外，铝合金的抛光处理过程往往会产生严重的环境污染和危害人体健康的气体。研制环保型的铝合金抛光液具有广阔的发展前景。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种铝合金表面超精密加工专用纳米浆料(即抛光液)及其制备方法，该纳米浆料可增强铝合金抛光过程中胶体二氧化硅对铝合金的去除速率，同时可以使铝合金获得镜面。产品的可稀释比例高，稳定性强，成本较低，不污染环境及腐蚀设备。
本发明提供的一种铝合金表面超精密加工专用纳米浆料，是由下列重量百分比的原料制备而成：硅溶胶90-94％，有机碱0.05-2％，缓蚀剂0.05-1％，余量为去离子水；
所述的缓蚀剂是BTA、咪唑中的一种或多种的混合物；
所述的有机碱是乙二胺、三乙醇胺、三乙烯四胺或乙醇胺中的一种或多种的混合物；
优选地，所述的硅溶胶是粒径40-150nm的纳米硅溶胶，其重量含量为90-94％，PH值为9-9.5。
优选地，所述所述的缓蚀剂是BTA、咪唑的混合物，两者重量比为BTA：咪唑＝1:1。
优选地，所述有机碱是乙二胺、三乙醇胺、三乙烯四胺和乙醇胺的混合物，其重量比为：乙二胺：三乙醇胺：三乙烯四胺：乙醇胺＝1:1:1:1。
优选地，所述纳米浆料为pH＝9.0-12.5的碱性纳米浆料。
上述铝合金表面超精密加工专用纳米浆料的制备方法，依次按如下步骤进行：在室温条件下，一边搅拌、一边将缓蚀剂加入到去离子水中，待完全溶解后，得混合水溶液；静置、冷却至室温，将混合水溶液加入硅溶胶中，边加边搅拌，充分搅拌混合均匀；将有机碱溶解在去离子水中，配成水溶液后加入到上述抛光液中最终pH值控制在9.0-12.5，即成为用于铝合金抛光的纳米浆料。
本发明提供的一种铝合金表面超精密加工专用纳米浆料及其制备方法，该纳米浆料，配伍及配比科学合理，增强铝合金抛光过程中胶体二氧化硅对铝合金的去除速率，同时可以使铝合金表面获得镜面。此外本发明的抛光液配制方法简单，产品的可稀释比例高，稳定性强，成本较低，不污染环境及腐蚀设备。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
本实施例的具体制备步骤如下：
(1)、备料：分别为咪唑25g、纳米硅(SiO2)溶胶(40-150nm，90wt％)4500g、乙二胺50g，去离子水425g备用；
(2)、抛光缓蚀液配制：将备用咪唑，在室温条件下，加入25g备用的去离子水中，待完全溶解后，成为抛光缓释溶液，备用；
(3)、调节PH值溶液配制：在室温条件下，将备用的乙二胺加入50g水中，待完全溶解后配成50％溶液，备用；
(4)、抛光液配制：将备用的咪唑水溶液加入纳米硅溶胶中，边加边搅拌，控制加入流量在100ml/min，充分搅拌混合均匀。
(5)、pH值调节：将备用的乙二胺加入到上述的抛光液中，此时，其pH值在11，即得5000g用于铝合金抛光的抛光液。
使用时，取上述铝合金抛光液，用去离子水按体积比1：1稀释，成为抛光浆料，然后将该抛光浆料在Presi-334精密研磨抛光机上用于抛光，工件为8cm*10cm的铝合金片，抛光压力2psi，下盘及载盘转速60RPM，抛光浆料流速10ml/min；该抛光液抛光去除速率为3-4μm/min，抛光后铝合金表面光泽度高、镜面好、无桔皮。
实施例2
(1)、备料：分别为BTA2.5g、纳米硅(SiO2)溶胶(40-150nm，90wt％)4700g、三乙醇胺7.5g，去离子水290g备用；
(2)、抛光缓蚀液配制：将备用BTA，在室温条件下，加入适量的备用的去离子水中，待完全溶解后，成为抛光缓释溶液，备用；
(3)、调节PH值溶液配制：在室温条件下，将备用的三乙醇胺加入适量的水中，待完全溶解后配成溶液，备用；
(4)、抛光液配制：将备用的BTA水溶液加入纳米硅溶胶中，边加边搅拌，控制加入流量在100ml/min，充分搅拌混合均匀。
(5)、pH值调节：将备用的三乙醇胺加入到上述的抛光液中，此时，其pH值在10，即得5000g用于铝合金抛光的抛光液。
使用时，取上述铝合金抛光液，用去离子水按体积比1：1稀释，成为抛光浆料，然后将该抛光浆料在Presi-334精密研磨抛光机上用于抛光，工件为8cm*10cm的铝合金片，抛光压力2psi，下盘及载盘转速60RPM，抛光浆料流速10ml/min；该抛光液抛光去除速率为3-4μm/min，抛光后铝合金表面光泽度高、镜面好、无桔皮。
实施例3
(1)、备料：分别为BTA50g、纳米硅(SiO2)溶胶(40-150nm，90wt％)4600g、三乙烯四胺100g，去离子水250g备用；
(2)、抛光缓蚀液配制：将备用BTA，在室温条件下，加入适量的备用的去离子水中，待完全溶解后，成为抛光缓释溶液，备用；
(3)、调节PH值溶液配制：在室温条件下，将备用的三乙烯四胺加入适量的水中，待完全溶解后配成溶液，备用；
(4)、抛光液配制：将备用的BTA水溶液加入纳米硅溶胶中，边加边搅拌，控制加入流量在100ml/min，充分搅拌混合均匀。
(5)、pH值调节：将备用的三乙烯四胺加入到上述的抛光液中，此时，其pH值在12，即得5000g用于铝合金抛光的抛光液。
使用时，取上述铝合金抛光液，用去离子水按体积比1：1稀释，成为抛光浆料，然后将该抛光浆料在Presi-334精密研磨抛光机上用于抛光，工件为8cm*10cm的铝合金片，抛光压力2psi，下盘及载盘转速60RPM，抛光浆料流速10ml/min；该抛光液抛光去除速率为3-4μm/min，抛光后铝合金表面光泽度高、镜面好、无桔皮。
使用时，取上述铝合金抛光液，用去离子水按体积比1：1稀释，成为抛光浆料，然后将该抛光浆料在Presi-334精密研磨抛光机上用于抛光，工件为8cm*10cm的铝合金片，抛光压力2psi，下盘及载盘转速60RPM，抛光浆料流速10ml/min；该抛光液抛光去除速率为3-4μm/min，抛光后铝合金表面光泽度高、镜面好、无桔皮。
实施例4
本实施例与实施例3基本相同，区别仅在于：将三乙烯四胺替换成乙二胺、三乙醇胺、三乙烯四胺和乙醇胺的混合物，其重量比为：乙二胺：三乙醇胺：三乙烯四胺：乙醇胺＝1:1:1:1，即各25g。
使用时，取上述铝合金抛光液，用去离子水按体积比1：1稀释，成为抛光浆料，然后将该抛光浆料在Presi-334精密研磨抛光机上用于抛光，工件为8cm*10cm的铝合金片，抛光压力2psi，下盘及载盘转速60RPM，抛光浆料流速10ml/min；该抛光液抛光去除速率为3-4μm/min，抛光后铝合金表面光泽度高、镜面好、无桔皮。
实施例5
本实施例与实施例3基本相同，区别仅在于：
将BTA替换为BTA与咪唑的混合物，其中BTA与咪唑各25g。
将本实施例中的铝合金抛光液，用去离子水按体积比1：1稀释，成为抛光浆料，然后将该抛光浆料在Presi-334精密研磨抛光机上用于抛光，工件为8cm*10cm的铝合金片，抛光压力2psi，下盘及载盘转速60RPM，抛光浆料流速10ml/min；该抛光液抛光去除速率为3-4μm/min，抛光后铝合金表面光泽度高、镜面好、无桔皮。
以上对本发明所提供的种铝合金表面超精密加工专用纳米浆料及其制备方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰。这些改进和修饰也应当落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (2)

1.一种铝合金表面超精密加工专用纳米浆料，其特征在于是由下列重量百分比的原料制备而成：硅溶胶90-94％，有机碱0.05-2％，缓蚀剂0.05-1％，余量为去离子水；
所述的缓蚀剂是BTA、咪唑中的一种或多种的混合物；
所述的有机碱是乙二胺、三乙醇胺、三乙烯四胺或乙醇胺中的一种或多种的混合物；
其中，所述的硅溶胶是粒径40-150nm的纳米硅溶胶，其重量含量为90-94％，PH值为9-9.5；
所述的缓蚀剂是BTA、咪唑的混合物，两者重量比为BTA：咪唑＝1:1；
所述的有机碱是乙二胺、三乙醇胺、三乙烯四胺和乙醇胺的混合物，其重量比为：乙二胺：三乙醇胺：三乙烯四胺：乙醇胺＝1:1:1:1；
所述纳米浆料为pH＝9.0-12.5的碱性纳米浆料。
2.一种权利要求1所述铝合金表面超精密加工专用纳米浆料的制备方法，其特征在于，依次按如下步骤进行：在室温条件下，一边搅拌、一边将缓蚀剂加入到去离子水中，待完全溶解后，得混合水溶液；静置、冷却至室温，将混合水溶液加入硅溶胶中，边加边搅拌，充分搅拌混合均匀；将有机碱溶解在去离子水中，配成水溶液后加入到上述抛光液中最终pH值控制在9.0-12.5，即成为用于铝合金抛光的纳米浆料。
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