CN105332043A - 一种不锈钢常温电解抛光液及其制备方法 - Google Patents
一种不锈钢常温电解抛光液及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种常温电解抛光液，以重量份计，包括以下组分：硫酸10-20份，柠檬酸8-15份，聚乙二醇5-10份，聚天冬氨酸6-8份，硫脲4-9份，鱼粉2-5份，硅溶胶1-3份，海藻酸钠5-8份，空心玻璃微珠0.5-2份，牛磺酸5-12份，水20-30份，表面活性剂0.5-1份。本发明还公开了该电解抛光液的制备方法。该不锈钢常温电解抛光液抛光效果好，抛光条件温和，无毒，对人体和环境无害。
Description
技术领域：
本发明涉及金属抛光领域，具体的涉及一种不锈钢常温电解抛光液。
背景技术：
电解抛光是一种特殊的阳极电化学加工方法，是一个独特的阳极过程，在此阳极过程中，挂在阳极上的金属制品表面被整平并呈现光洁的外貌。随着不锈钢的用量日益增多，对不锈钢制品的表面精饰加工进行了大量研究和实践，电化学抛光也就广泛地应用于不锈钢制品表面的去毛刺、整平、精饰等。
不锈钢制品要活的优良的电解抛光质量，最主要的是要有具优良特性的电解抛光液。电解抛光液必须含有足量的氧化剂，且不允许有容易破坏钝化膜的活性离子(如Cl-等)存在，还要保证电抛光液稳定并较长的使用寿命。传统的电解抛光液，选用磷酸为基础，加入适量硫酸，添加少量铬酸及少量添加剂作为不锈钢制品电解抛光液，但是该电解抛光液中含有磷、铬、酐，抛光废液需特殊处理后才能排放，这就增加了成本。
中国专利(200810012181.4)公开了一种用于大尺寸金刚石晶圆超精密低损伤抛光的抛光液，其包括氧化能力较强的氧化剂包括三氧化铬、过硫酸铵、高锰酸钾、重铬酸钾、双氧水、高铁酸钾、高氯酸钾等作为主要成分，加入适量的磨料配制抛光液，此外，还加入适量的催化剂、稳定剂、分散剂等以提高抛光液的抛光效果。其中，所述磨料为二氧化钛、二氧化硅、碳化硼、碳化硅、立方氮化硼、金刚石中的任意一种或两种以上的混合，所述稳定剂为酒石酸、磷酸二氢钾、柠檬酸、马来酸、硅酸钠中的任意一种或两种以上的混合，所述分散剂为硅溶胶、六偏磷酸钠、活性磷酸钙、硅酸钠中的任意一种或两种以上混合，所述催化剂为硫酸、磷酸、硝酸、硫酸亚铁、硝酸铁中的任意一种或两种以上混合。该抛光液抛光效率高、抛光质量好，稳定性良好，可以砸常温或低温条件下实现良好的抛光。但是其含有铬、磷，对环境有害，且组分较多，生产成本较高。
发明内容：
本发明的目的是提供一种不锈钢常温电解抛光液，其抛光效果好，抛光条件温和，无毒，对人体和环境无害。
本发明的另一个目的是提供该不锈钢常温电解抛光液的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种不锈钢常温电解抛光液，以重量份计，包括以下组分：
硫酸10-20份，柠檬酸8-15份，
聚乙二醇5-10份，聚天冬氨酸6-8份，
硫脲4-9份，鱼粉2-5份，
硅溶胶1-3份，海藻酸钠5-8份，
空心玻璃微珠0.5-2份，牛磺酸5-12份，
水20-30份，表面活性剂0.5-1份。
作为上述技术方案的优选，一种不锈钢常温电解抛光液，以重量份计，包括以下组分：
硫酸18份，柠檬酸12份，
聚乙二醇7份，聚天冬氨酸6份，
硫脲5份，鱼粉3.5份，
硅溶胶2份，海藻酸钠8份，
空心玻璃微珠1.5份，牛磺酸10份，
水30份，表面活性剂0.8份。
作为上述技术方案的优选，所述硫酸的浓度为98％。
作为上述技术方案的优选，所述聚乙二醇为聚乙二醇1500、聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000中的一种或多种混合。
作为上述技术方案的优选，所述硅胶的粒径大小为10-20nm，其pH为4-5。
作为上述技术方案的优选，所述空心玻璃微珠的主要成分为硼硅酸盐，其粒度大小为1-2μm，孔径壁厚为50-100nm，密度为0.1-0.25g/mL。
作为上述技术方案的优选，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、有机硅氧烷中的一种或多种混合。
一种不锈钢常温电解抛光液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将鱼粉、硅溶胶、空心玻璃微珠、水和表面活性剂混合搅拌均匀，在500-1000W的功率下，超声30-60min，得到分散液；
(2)将聚乙二醇、聚天冬氨酸、硫脲、牛磺酸和步骤(1)得到的分散液混合，8000-10000转/分的状态下搅拌均匀，继续加入硫酸、柠檬酸和海藻酸钠，继续混合均匀，得到不锈钢常温电解抛光液。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述超声的功率为1000W，所述超声的时间为50min。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述搅拌的转速为8000转/分，所述搅拌的时间为1-2h。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的电解抛光液可以实现常温下有效的抛光，抛光效果好，抛光后的不锈钢表面平整，色泽光亮，对不锈钢表面的钝化液无损害；
本发明在电解抛光液中加入空心玻璃微珠，其抗压性强，耐磨，稳定性好，具有良好的抗龟裂性能，通过表面分散剂可以有效分散在水中，其硬度适中，形状为球形，抛光过程中不会对不锈钢表面造成压痕和划痕，空心玻璃微珠的加入使得材料的去除率大大提高，抛光效果好；
本发明提供的不锈钢常温电解抛光液用于抛光时，材料去除率大，抛光后材料的表面平整光泽度大，且该抛光液中无铬、磷等无害元素，有利于环境保护。
具体实施方式：
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种不锈钢常温电解抛光液，以重量份计，包括以下组分：
硫酸10份，柠檬酸8份，
聚乙二醇5份，聚天冬氨酸6份，
硫脲4份，鱼粉2份，
硅溶胶1份，海藻酸钠5份，
空心玻璃微珠0.5份，牛磺酸5份，
水20份，表面活性剂0.5份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将鱼粉、硅溶胶、空心玻璃微珠、水和表面活性剂混合搅拌均匀，在500W的功率下，超声30min，得到分散液；
(2)将聚乙二醇、聚天冬氨酸、硫脲、牛磺酸和步骤(1)得到的分散液混合，8000转/分的状态下搅拌均匀，继续加入硫酸、柠檬酸和海藻酸钠，继续混合均匀，得到不锈钢常温电解抛光液。
实施例2
一种不锈钢常温电解抛光液，以重量份计，包括以下组分：
硫酸20份，柠檬酸15份，
聚乙二醇10份，聚天冬氨酸8份，
硫脲9份，鱼粉5份，
硅溶胶3份，海藻酸钠8份，
空心玻璃微珠2份，牛磺酸12份，
水30份，表面活性剂1份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将鱼粉、硅溶胶、空心玻璃微珠、水和表面活性剂混合搅拌均匀，在1000W的功率下，超声60min，得到分散液；
(2)将聚乙二醇、聚天冬氨酸、硫脲、牛磺酸和步骤(1)得到的分散液混合，10000转/分的状态下搅拌均匀，继续加入硫酸、柠檬酸和海藻酸钠，继续混合均匀，得到不锈钢常温电解抛光液。
实施例3
一种不锈钢常温电解抛光液，以重量份计，包括以下组分：
硫酸12份，柠檬酸9份，
聚乙二醇6份，聚天冬氨酸6.5份，
硫脲5份，鱼粉3份，
硅溶胶1.5份，海藻酸钠6份，
空心玻璃微珠0.8份，牛磺酸7份，
水22份，表面活性剂0.6份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将鱼粉、硅溶胶、空心玻璃微珠、水和表面活性剂混合搅拌均匀，在600W的功率下，超声40min，得到分散液；
(2)将聚乙二醇、聚天冬氨酸、硫脲、牛磺酸和步骤(1)得到的分散液混合，8500转/分的状态下搅拌均匀，继续加入硫酸、柠檬酸和海藻酸钠，继续混合均匀，得到不锈钢常温电解抛光液。
实施例4
一种不锈钢常温电解抛光液，以重量份计，包括以下组分：
硫酸14份，柠檬酸10份，
聚乙二醇7份，聚天冬氨酸7份，
硫脲6份，鱼粉3.5份，
硅溶胶1.8份，海藻酸钠6.5份，
空心玻璃微珠1份，牛磺酸9份，
水24份，表面活性剂0.7份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将鱼粉、硅溶胶、空心玻璃微珠、水和表面活性剂混合搅拌均匀，在700W的功率下，超声45min，得到分散液；
(2)将聚乙二醇、聚天冬氨酸、硫脲、牛磺酸和步骤(1)得到的分散液混合，9000转/分的状态下搅拌均匀，继续加入硫酸、柠檬酸和海藻酸钠，继续混合均匀，得到不锈钢常温电解抛光液。
实施例5
一种不锈钢常温电解抛光液，以重量份计，包括以下组分：
硫酸16份，柠檬酸11份，
聚乙二醇8份，聚天冬氨酸7.5份，
硫脲7份，鱼粉4份，
硅溶胶2份，海藻酸钠7份，
空心玻璃微珠1.5份，牛磺酸10份，
水26份，表面活性剂0.8份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将鱼粉、硅溶胶、空心玻璃微珠、水和表面活性剂混合搅拌均匀，在800W的功率下，超声50min，得到分散液；
(2)将聚乙二醇、聚天冬氨酸、硫脲、牛磺酸和步骤(1)得到的分散液混合，9500转/分的状态下搅拌均匀，继续加入硫酸、柠檬酸和海藻酸钠，继续混合均匀，得到不锈钢常温电解抛光液。
实施例6
一种不锈钢常温电解抛光液，以重量份计，包括以下组分：
硫酸18份，柠檬酸13份，
聚乙二醇9份，聚天冬氨酸7.5份，
硫脲8份，鱼粉4.5份，
硅溶胶2.8份，海藻酸钠7.5份，
空心玻璃微珠1.8份，牛磺酸11份，
水28份，表面活性剂0.9份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将鱼粉、硅溶胶、空心玻璃微珠、水和表面活性剂混合搅拌均匀，在900W的功率下，超声55min，得到分散液；
(2)将聚乙二醇、聚天冬氨酸、硫脲、牛磺酸和步骤(1)得到的分散液混合，10000转/分的状态下搅拌均匀，继续加入硫酸、柠檬酸和海藻酸钠，继续混合均匀，得到不锈钢常温电解抛光液。
对比例
一种不锈钢常温电解抛光液，以重量份计，包括以下组分：
硫酸10份，柠檬酸8份，
聚乙二醇5份，聚天冬氨酸6份，
硫脲4份，鱼粉2份，
硅溶胶1份，海藻酸钠5份，
牛磺酸5份，水20份，
表面活性剂0.5份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将鱼粉、硅溶胶、水和表面活性剂混合搅拌均匀，在500W的功率下，超声30min，得到分散液；
(2)将聚乙二醇、聚天冬氨酸、硫脲、牛磺酸和步骤(1)得到的分散液混合，8000转/分的状态下搅拌均匀，继续加入硫酸、柠檬酸和海藻酸钠，继续混合均匀，得到不锈钢常温电解抛光液。
下面通过应用实施例对本发明提供的不锈钢常温电解抛光液进行性能测试。
应用实施例1
将直径为30mm，高度为50mm的不锈钢圆柱体的一侧底面利用普通抛光工艺进行处理，处理后采用TaylorHobsonFORMTALY-SURE-120型粗糙度测量仪对其表面进行粗糙度(Ra)测试，测试结果如表1所示，表2为粗糙度等级对照表。
表1
表2表面粗糙度等级对照表
从表1、表2来看，与对比例未添加空心玻璃微珠的抛光液相比，本发明提供的不锈钢抛光液对制品进行抛光后，制品表面光泽度高，平整性好，抛光效果好。
应用实施例2
将直径为30mm，高度为50mm的不锈钢圆柱体的一侧底面利用普通抛光工艺进行处理，测量出抛光前后的不锈钢圆柱体质量，根据密度和其直径间接算出去除介质层厚度。测试结果如表3所示。
表3
从表2可以看出，与未添加空心玻璃微珠的不锈钢电解抛光液相比，本发明提供的不锈钢常温电解抛光液，材料去除率大大提高，抛光效果好。
Claims (10)
1.一种不锈钢常温电解抛光液，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：
硫酸10-20份，柠檬酸8-15份，
聚乙二醇5-10份，聚天冬氨酸6-8份，
硫脲4-9份，鱼粉2-5份，
硅溶胶1-3份，海藻酸钠5-8份，
空心玻璃微珠0.5-2份，牛磺酸5-12份，
水20-30份，表面活性剂0.5-1份。
2.如权利要求1所述的一种不锈钢常温电解抛光液，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：
硫酸18份，柠檬酸12份，
聚乙二醇7份，聚天冬氨酸6份，
硫脲5份，鱼粉3.5份，
硅溶胶2份，海藻酸钠8份，
空心玻璃微珠1.5份，牛磺酸10份，
水30份，表面活性剂0.8份。
3.如权利要求1所述的一种不锈钢常温电解抛光液，其特征在于，所述硫酸的浓度为98％。
4.如权利要求1所述的一种不锈钢常温电解抛光液，其特征在于，所述聚乙二醇为聚乙二醇1500、聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000中的一种或多种混合。
5.如权利要求1所述的一种不锈钢常温电解抛光液，其特征在于，所述硅胶的粒径大小为10-20nm，其pH为4-5。
6.如权利要求1所述的一种不锈钢常温电解抛光液，其特征在于，所述空心玻璃微珠的主要成分为硼硅酸盐，其粒度大小为1-2μm，孔径壁厚为50-100nm，密度为0.1-0.25g/mL。
7.如权利要求1所述的一种不锈钢常温电解抛光液，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、有机硅氧烷中的一种或多种混合。
8.如权利要求1至7任一所述的一种不锈钢常温电解抛光液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将鱼粉、硅溶胶、空心玻璃微珠、水和表面活性剂混合搅拌均匀，在500-1000W的功率下，超声30-60min，得到分散液；
(2)将聚乙二醇、聚天冬氨酸、硫脲、牛磺酸和步骤(1)得到的分散液混合，8000-10000转/分的状态下搅拌均匀，继续加入硫酸、柠檬酸和海藻酸钠，继续混合均匀，得到不锈钢常温电解抛光液。
9.如权利要求8所述的一种不锈钢常温电解抛光液的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述超声的功率为1000W，所述超声的时间为50min。
10.如权利要求8所述的一种不锈钢常温电解抛光液的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述搅拌的转速为8000转/分，所述搅拌的时间为1-2h。
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