CN106497435A - 一种金相分析用抛光液及其制备方法、使用方法 - Google Patents

一种金相分析用抛光液及其制备方法、使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种金相分析用抛光液，以氧化铝粉、莫来石粉和蒙脱石作为抛光粉，以十二烷基磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚、三聚甘油单硬脂酸酯、三乙醇胺、焦磷酸钾、三聚磷酸钾作为添加剂，并添加了适量的甘油醇丙酮，其与莫来石粉和蒙脱石粉协同作用，改善材料的相容性、润滑性等，本发明中的金相分析用抛光液适用于硬质合金金相制样抛光，该抛光液固体颗粒细腻、硬度大而且润滑性非常好，易于加工，可有效对硬质合金进行精细抛光，同时该抛光液流动性好、价格低廉、不会对金相测试面造成染色困扰。

Description

一种金相分析用抛光液及其制备方法、使用方法
技术领域
本发明涉及一种含抛光粉体的抛光液，具体涉及一种适用于硬质合金金相抛光用的抛光液。
背景技术
金相分析是研究金属及合金内部组织缺陷的主要方法之一，在金属材料研究领域中占有很重要的地位。金相显微镜可将试样方法50-1500倍来研究金属及合金的组织，是研究金属材料微观结构的最基本的一种实验技术。金相制样的过程可分为若干个工序，包括切割取样、镶样、机械研磨、机械抛光四道工序。切割取样工序即将所需检验的金属样品切取下来，切割即把需要进行分析的金属块切成适合镶嵌的大小。镶样可使用金相镶嵌机进行热镶也可使用冷镶的方法，即将热固性的树脂粉填入金属模中，将待分析金属样品插入树脂粉中，然后通过对金属模加热加压或加入固化剂，使树脂粉固化成型。镶样完成后需对金属样品待测面进行磨平，然后抛光，抛光后选择合适的腐蚀液进行浸蚀或擦拭，获得待测金属面的微观晶粒组织。
机械研磨和抛光的目的是为了获得光滑平整的表面，以便于腐蚀后金属相可完整地呈现在显微镜中。一般来说，对于金相样品首先用砂纸磨制成平面，然后用更为细腻的砂纸细磨，最后利用抛光膏进行抛磨，通过一次一次的精细抛磨使金相测试面达到所需要的效果。现有技术中采用的抛光膏为氧化铈、氧化铬等常用粉体作为抛光膏，市售抛光膏多为黄色，在实际金相制样的过程中，带颜色的抛光粉极易将测试面染色，或藏匿于金属样品与镶嵌料的接缝处，在腐蚀时溶解出来，影响腐蚀的表面效果。同时这些抛光膏因要保证稳定性和均匀性，往往膏体粘稠，不易分散，在抛光过程中难以全部有效分散于抛光布上，造成极大的浪费，也容易造成抛光的精度低，不能进行精细抛光。也有使用金刚石粉作为抛光粉的抛光膏，但是价格极其昂贵。
CN 105506638 A公开了一种金相分析用抛光液，其以氧化铝粉和莫来石粉作为抛光粉，以十二烷基磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚、三聚甘油单硬脂酸酯、三乙醇胺、焦磷酸钾、三聚磷酸钾作为添加剂，以水和乙醇作为分散介质。得到的抛光液适用于硬质合金金相制样抛光，抛光液固体颗粒细腻且硬度大，可有效对硬质合金进行精细抛光，同时抛光液的流动性好，价格低廉，不会对进行测试面造成染色困扰。但是，该抛光液的润滑性差，加工难度大。
发明内容
针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种适用于硬质合金金相制样抛光的抛光液，该抛光液固体颗粒细腻、硬度大而且润滑性好易加工，可有效对硬质合金进行精细抛光，同时该抛光液流动性好、价格低廉、不会对金相测试面造成染色困扰。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
本发明中的金相分析用抛光液的组分及含量为：
本发明通过使用氧化铝粉、莫来石粉和蒙脱石按合适的比例相配合，并配合性的在制备过程中添加甘油醇缩丙酮，不仅对硬质合金表面细微划痕的去除效果比单一氧化铝作为抛光粉的效果要好，而且显著改善了其润滑性和加工性。氧化铝粉为常用的抛光粉体之一，而莫来石是硅酸盐在高温下生成的矿物，其中含有稳定的Al2O3-SiO2共生化合物，莫氏硬度能达到8左右，蒙脱石(Montmorillonite)是由颗粒极细的含水铝硅酸盐构成的层状矿物，本发明中，蒙脱石与莫来石相互配合作用，可以协同改善硬度以及润滑性，同时，氧化铝粉、莫来石粉与蒙脱石呈白色，偏淡灰色，极易清洗除去，不会造成样品表面染色的问题。
为使氧化铝粉和莫来石粉能有效分散于水和乙醇的混合溶液中，添加十二烷基磺酸钠和壬基酚聚氧乙烯醚作为表面活性剂，改善抛光粉体的表面状态，使粉体表面呈现亲水状态，使其在制备过程中更容易被分散。三聚甘油单硬脂酸酯和三乙醇胺则可进一步促进抛光粉体表面亲水性的改进，同时还可调节本发明中抛光液的粘度。焦磷酸钾和三聚磷酸钾溶解性极佳，同时调节pH值和整合金属离子的能力强，适量添加有助于保持抛光液整体的电平衡型，使抛光液更加稳定。同时，为使抛光液各组分平衡分散采用水和乙醇双组份分散介质。
进一步优选，本发明中的金相分析用抛光液的组分及含量为：
再进一步优选，本发明中的金相分析用抛光液的组分及含量为：
本发明中的抛光液的制备方法如下：
(1)将十二烷基磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚、三聚甘油单硬脂酸酯、三乙醇胺溶解于无水乙醇中；
(2)将焦磷酸钾和三聚磷酸钾溶解于水中；
(3)将乙醇溶液和水溶液混合搅拌均匀；
(4)将氧化铝粉和莫来石粉投入上述混合溶液中；
(5)将上述混合物投入高速分散机中，以3500-4500r/min的速度分散2-4小时；
(6)将分散后的混合物投入研磨机中，将固体颗粒研磨至0.5-3.5μm，即得所述不锈钢抛光液。
使用本发明中的制备方法所制得的金相分析用抛光液固体颗粒粒度为1μm时去除硬质合金表面划痕最佳，颗粒粒度过大则无法进行精细抛光，过小则无法抛动样品表面。考虑到抛光液的成本，本发明中氧化铝粉和莫来石粉原料的粒度为30-50μm。
本发明中的金相分析用抛光液用于硬质合金金相分析制样过程中的精细抛光，所述硬质合金指不锈钢、耐热钢、模具钢、高温合金、膨胀合金。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明中的金相分析用抛光液用于硬质合金金相分析制样过程中的精细抛光，可对硬质合金金相样品抛磨面上的细微划痕有非常好的去除作用；
2、本发明中的金相分析用抛光液不仅固体颗粒细腻、流动性好，而且润滑性非常好，易于加工，降低了加工难度，进一步降低了成本；
3、本发明中的金相分析用抛光液呈白色，略带淡灰色，易清洗，不会造成样品待测面染色的问题。
4、本发明中的金相分析用抛光液价格低廉，适合工业化生产。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明的内容进行进一步的描述。
实施例1
本发明中的抛光液的制备方法如下：
(1)将十二烷基磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚、三聚甘油单硬脂酸酯、三乙醇胺溶解于无水乙醇中；
(2)将焦磷酸钾和三聚磷酸钾溶解于水中；
(3)将乙醇溶液和水溶液混合搅拌均匀；
(4)将氧化铝粉和莫来石粉投入上述混合溶液中；
(5)将上述混合物投入高速分散机中，以3500-4500r/min的速度分散2-4小时；
(6)将分散后的混合物投入研磨机中，将固体颗粒研磨至0.5-3.5μm，即得所述不锈钢抛光液。
本实施例得到的金相分析用抛光液不仅固体颗粒细腻、流动性好，而且润滑性非常好，易于加工，降低了加工难度，进一步降低了成本。
实施例2
制备方法同实施例1。
本实施例得到的金相分析用抛光液不仅固体颗粒细腻、流动性好，而且润滑性非常好，易于加工。
实施例3
制备方法同实施例1。
本实施例得到的金相分析用抛光液不仅固体颗粒细腻、流动性好，而且润滑性非常好，易于加工。
实施例4
制备方法同实施例1。
本实施例得到的金相分析用抛光液不仅固体颗粒细腻、流动性好，而且润滑性非常好，易于加工。
实施例5
制备方法同实施例1。
本实施例得到的金相分析用抛光液不仅固体颗粒细腻、流动性好，而且润滑性非常好，易于加工。
本发明中，原料中的氧化铝粉、莫来石粉的平均粒度为30μm，
本发明中，使用的研磨机为球磨机，使用球磨机研磨可进一步提升抛光液的均匀性。
上述实施例中的抛光液成品为均匀乳液，整体白色偏淡灰色，比市售管式抛光膏粘度小，故分散性能好，可装入容器中，待使用时滴在抛光布上，可在几秒钟内迅速在抛光布上分散，不会团聚。
将实施例中的抛光液常温常压下置于仓库中存放90天，取出后皆为均匀乳液状，不分层不团聚悬浮性好。
硬质合金如不锈钢、耐热钢、模具钢、高温合金、膨胀合金等维氏硬度达到HV400以上的合金，利用普通市售氧化铈或氧化铬抛光膏(1.5μm)抛光金相待测面后，表面残留许多细小划痕，利用本发明中实施例1-5中的抛光液配合帆布抛光布进行抛光，抛光半分钟以内即可去除细小划痕。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (9)

1.一种金相分析用抛光液，其特征在于所述抛光液的组分及含量为：
2.如权利要求1所述金相分析用抛光液，其特征在于：所述氧化铝粉和莫来石粉原料的粒度为30-50μm。
3.如权利要求1或2所述金相分析用抛光液，其特征在于，所述蒙脱石的粒度为15-20μm。
4.如权利要求1-3任一项所述金相分析用抛光液，其特征在于所述抛光液的组分及含量为：
5.如权利要求1-4任一项所述金相分析用抛光液，其特征在于所述抛光液的组分及含量为：
6.一种制备如权利要求1-5任一所述金相分析用抛光液的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
将十二烷基磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚、三聚甘油单硬脂酸酯、三乙醇胺溶解于无水乙醇中；
将焦磷酸钾和三聚磷酸钾溶解于水中；
将乙醇溶液和水溶液混合搅拌均匀；
将氧化铝粉和莫来石粉投入上述混合溶液中；
将上述混合物投入高速分散机中，以3500-4500r/min的速度分散2-4小时；
将分散后的混合物投入研磨机中，将固体颗粒研磨至0.5-3.5μm，即得所述不锈钢抛光液。
7.如权利要求6所述金相分析用抛光液的制备方法，其特征在于：所制得的金相分析用抛光液固体颗粒粒度为1μm。
8.一种如权利要求1-5任一所述金相分析用抛光液的使用方法，其特征在于：所述金相分析用抛光液用于硬质合金金相分析制样过程中的精细抛光。
9.一种如权利要求8所述金相分析用抛光液的使用方法，其特征在于：所述硬质合金为不锈钢、耐热钢、模具钢、高温合金、膨胀合金。
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