CN109706516A - 抛光方法及密封接头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抛光方法,包括:对工件机械研磨;使用电解抛光液对工件进行电解抛光,所述电解抛光液包括硫酸、磷酸和超纯水,所述电解抛光液的比重为1.5~2.0,电解温度为40~60℃,阳极电流密度为50~60A/dm2;用超纯水清洗工件;使用钝化液对工件进行钝化;用超纯水清洗工件;检测工件的表面粗糙度值Ra,若工件的表面粗糙度值Ra>0.1μm,重复步骤二至步骤五,直至工件的表面粗糙度值Ra≤0.1μm;烘干工件。该抛光方法及密封接头,使材料表面光亮,粗糙度减小,杂质减少,提高密封接头的密封性能,达到高纯气体使用要求。

Description

抛光方法及密封接头
技术领域
本发明涉及高纯气路管道接头技术领域,特别是涉及一种抛光方法及密封接头。
背景技术
目前,高纯气体使用的最大危害就是杂质,无论是材料本身的杂质,还是使用过程中带入的新杂质等,都对用户制造了不小的麻烦。不锈钢材加工完毕,不仅其表面粘有各种污染物,而且在其金属晶格内也吸留有一定量的气体,当管路中有气流通过时,金属所吸留的这部分气体会重新进入气流中,污染纯净气体。当管内气流为不连续流动时,管材对所通过的气体形成压力下吸附,气流停止通过时,管材所吸附的气体又形成降压解析,而解析的气体同样作为杂质进入管内纯净气体中。吸附、解析周而复始,使得管材内表面金属也会产生一定的粉末,这种金属粉尘粒子同样污染管内纯净的气体。为了确保输送的气体的纯净度,不仅要求材料内表面有一个极高的光滑度,而且,应当具有很高的耐磨特性。
当前,国内抛光技术不是很成熟,特别对于内孔,电解抛光解析杂质不够彻底,且密封接头密封性较差,气体泄漏量较多。
发明内容
本发明的目的是提供一种抛光方法及密封接头,以解决上述现有技术存在的问题,使材料表面光亮,粗糙度减小,杂质减少,提高密封接头的密封性能,达到高纯气体使用要求。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
本发明提供一种抛光方法,包括:
步骤一:对工件机械研磨;
步骤二:使用电解抛光液对工件进行电解抛光,所述电解抛光液包括硫酸、磷酸和超纯水,所述电解抛光液的比重为1.5~2.0,电解温度为40~60℃,阳极电流密度为50~60A/dm2
步骤三:用超纯水清洗工件;
步骤四:使用钝化液对工件进行钝化;
步骤五:用超纯水清洗工件;
步骤六:检测工件的表面粗糙度值Ra,若工件的表面粗糙度值Ra>0.1μm,重复步骤二至步骤五,直至工件的表面粗糙度值Ra≤0.1μm;
步骤七:烘干工件。
优选的,步骤四中,所述钝化液为质量百分比为13.6%~20.4%的硝酸溶液,钝化温度为55~60℃。
优选的,所述硫酸的浓度为98%,所述磷酸的浓度为85%。
优选的,步骤三和步骤五中,均是使用温度为65~80℃的超纯水对工件进行两次清洗。
优选的,所述机械研磨包括:
依次用400目、800目、1500目砂纸进行研磨;
用抛光蜡进行打磨,进行光亮处理,使表面粗糙度值Ra≤0.2μm;
用超纯水进行清洗。
优选的,步骤七为在100级洁净间内用纯度为99.999%、温度80~100℃的氮气烘干。
本发明还提供一种密封接头,包括使用如上所述的抛光方法制备得到的垫片、第一接头和第二接头,一连接组件连接所述第一接头和所述第二接头,并使所述第一接头和所述第二接头分别挤压于所述垫片的两个端面上。
优选的,所述连接组件包括第一螺母和第二螺母,所述第一接头上设置有第一轴肩,所述第二接头上设置有第二轴肩,所述第一螺母套设于所述第一接头外并由所述第一轴肩限制相对于所述第一接头的轴向位移,所述第二螺母套设于所述第二接头外并由所述第二轴肩限制相对于所述第二接头的轴向位移,所述第一螺母与所述第二螺母螺纹连接。
优选的,所述第一接头的内孔朝向所述垫片的一端由内至外依次形成第一锥面和第二锥面,且所述第一锥面的大端和所述第二锥面的大端均朝向所述垫片,所述第二锥面的大端与所述第一接头的外壁通过第一弧面过渡连接,所述第一弧面压紧于所述垫片朝向所述第一接头的端面上;所述第二接头的内孔朝向所述垫片的一端由内至外依次形成第三锥面和第四锥面,且所述第三锥面的大端和所述第四锥面的大端均朝向所述垫片,所述第四锥面的大端与所述第二接头的外壁通过第二弧面过渡连接,所述第二弧面压紧于所述垫片朝向所述第二接头的端面上,所述第一锥面和所述第三锥面的顶角为120°,所述第二锥面和所述第四锥面的顶角为60°。
优选的,所述第一螺母的内侧壁设置有内螺纹,所述第二螺母的外侧壁上设置有与所述内螺纹匹配的外螺纹,所述第一螺母侧壁上开设有测漏孔。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果:
本发明提供的抛光方法,机械抛光后,使用电解抛光液对工件进行电解抛光时,电解抛光液包括硫酸、磷酸和超纯水,电解抛光液的比重为1.5~2.0,电解温度为40~60℃,阳极电流密度为50~60A/dm2;电解完毕后,用超纯水清洗工件;并使用钝化液对工件进行钝化;使得工件的表面粗糙度值Ra能够达到≤0.1μm,粗糙度值小,使材料表面光亮,杂质减少,实施例结果表明,本发明提供的抛光方法,耐腐蚀性能好,可提高密封接头的密封性能,达到高纯气体使用要求。
而且,本发明提供的密封接头,利用连接组件的纵向力压紧,分别挤压于垫片的两个端面上实现密封,漏率极低,密封性能好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的密封接头转配后的剖面结构示意图;
图2为本发明提供的密封接头的第一接头、第二接头和垫片的示意图;
图3为本发明提供的密封接头的第一螺母的结构示意图;
图4为本发明提供的密封接头的第二螺母的结构示意图;
图中:1-垫片;2-第一接头;21-第一轴肩;22-第一锥面;23-第二锥面;24-第一弧面;3-第二接头;31-第二轴肩;32-第三锥面;33-第四锥面;34-第二弧面;4-第一螺母;41-测漏孔;5-第二螺母。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种抛光方法及密封接头,以解决上述现有技术存在的问题,使材料表面光亮,粗糙度减小,杂质减少,提高密封接头的密封性能,达到高纯气体使用要求。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种抛光方法,包括:
步骤一:对工件机械研磨;
步骤二:使用电解抛光液对工件进行电解抛光,所述电解抛光液包括硫酸、磷酸和超纯水,所述电解抛光液的比重为1.5~2.0,电解温度为40~60℃,阳极电流密度为50~60A/dm2
步骤三:用超纯水清洗工件;
步骤四:使用钝化液对工件进行钝化;
步骤五:用超纯水清洗工件;
步骤六:检测工件的表面粗糙度值Ra,若工件的表面粗糙度值Ra>0.1μm,重复步骤二至步骤五,直至工件的表面粗糙度值Ra≤0.1μm;
步骤七:烘干工件。
本发明中,电解抛光时间、钝化时间和烘干时间均依据工件大小设定。
本发明中,所述钝化液优选为质量百分比为13.6%~20.4%的硝酸溶液,进一步优选为质量百分比为13.6%的硝酸溶液;钝化温度优选为55~60℃,进一步优选为60℃。
本发明中,所述硫酸的浓度优选为98%,所述磷酸的浓度优选为85%。
本发明中,步骤三和步骤五中,优选使用温度为65~80℃的超纯水对工件进行两次清洗,进一步优选为70℃的超纯水对工件进行两次清洗,冲洗时间优选为10min。
本发明中,所述机械研磨优选包括:
依次用400目、800目、1500目砂纸进行研磨;
用抛光蜡进行打磨,进行光亮处理,使表面粗糙度值Ra≤0.2μm;
用超纯水进行清洗。
本发明中,优选在100级洁净间内用纯度为99.999%、温度80~100℃的氮气烘干,进一步优选为温度80℃的氮气烘干。烘干完毕后,优选在100级洁净间真空包装。
本发明提供的抛光方法,机械抛光后,使用电解抛光液对工件进行电解抛光时,工件可以为板件或管件,电解抛光液包括硫酸、磷酸和超纯水,电解抛光液的比重为1.5~2.0,电解温度为40~60℃,阳极电流密度为50~60A/dm2;电解完毕后,用超纯水清洗工件;并使用钝化液对工件进行钝化形成钝化膜;采用这种抛光方法,使得工件的表面粗糙度值Ra能够达到≤0.1μm,电解抛光后会产生致密的氧化膜,再经钝化对表面质量进一步优化,使得工件表面形成的氧化层具有致密的结构,紧密覆盖在工件的表面,使工件更耐腐蚀,不产生腐蚀颗粒影响气体纯度;材料表面的粗糙度能够达到较低数值,粗糙度Ra值更低(0.1μm以下),Ry值更小(0.25μm以下),表面光亮度更高,杂质减少,不易吸附气体,也不易发生解析,从而也能提高密封接头的使用性能和密封性能。本发明的抛光方法,相比于现有的机械抛光,抛光速度快,效率高,实施例结果表明,本发明提供的抛光方法,耐腐蚀性好,完全适用于对接头和管件内壁的抛光处理,并且满足高纯气体使用要求。
下面结合实施例对本发明提供的一种抛光方法和密封接头进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
步骤一:对工件机械研磨,工件为不锈钢管;
步骤二:使用电解抛光液对工件进行电解抛光,电解抛光液包括硫酸、磷酸和超纯水,电解抛光液的比重为1.5,电解温度为55℃,阳极电流密度为50A/dm2
步骤三:用70℃的超纯水对工件进行两次清洗;
步骤四:使用钝化液对工件进行钝化,质量百分比为13.6%的硝酸溶液;钝化温度为60℃;
步骤五:用70℃的超纯水对工件进行两次清洗;
步骤六:检测工件的表面粗糙度值Ra,若工件的表面粗糙度值Ra>0.1μm,重复步骤二至步骤五,直至工件的表面粗糙度值Ra≤0.1μm;
步骤七:在100级的洁净间内用纯度为99.999%、温度80℃的氮气烘干工件。
实施例2
按照实施例1中的方式对工件进行电解抛光,不同的是,阳极电流密度为60A/dm2
实施例3
按照实施例1中的方式对工件进行电解抛光,不同的是,电解抛光液的比重为1.7。
实施例4
按照实施例1中的方式对工件进行电解抛光,不同的是,阳极电流密度为60A/dm2,电解抛光液的比重为1.7。
实施例5
按照实施例1中的方式对工件进行电解抛光,不同的是,电解抛光液的比重为2.0。
实施例6
按照实施例1中的方式对工件进行电解抛光,不同的是,阳极电流密度为60A/dm2,电解抛光液的比重为2.0。
基于半导体行业国际标准测试方法SEMATECH Test Method 91060573B对实施例1~6中电解抛光后的工件内壁表面进行AES氧化层厚度分析和表面分析,结果如下:
表1实施例1~6中AES氧化层厚度和表面质量参数
Cr/Fe CrOx/FeOx AES氧化层厚度
实施例1 1.83 2 4.5nm
实施例2 1.94 2.5 3.5nm
实施例3 1.96 2.6 2.8nm
实施例4 2 2.9 3.2nm
实施例5 1.85 2.3 3.2nm
实施例6 1.88 2.5 2.6nm
表中的Cr/Fe、CrOx/FeOx表明工件的耐腐蚀程度,综合上述结果,可知依靠本发明提供的抛光方法对工件进行电解抛光后,工件内壁的耐腐蚀性较好,表面粗糙度值Ra能够达到≤0.1μm,表面光滑,杂质少,不易吸附气体,也不易发生解析,工件质量已完全达到并超出半导体行业国际标准SEMI-F19所要求的高纯不锈钢流体输送原件表面要求。
本发明提供的抛光方法,尤其适用于管件的电解抛光,可有效提高管件内壁的表面质量,使工件的材料表面光亮,粗糙度减小,杂质减少,达到了高纯气体使用要求。同时工件的材料表面光亮,粗糙度减小,杂质减少,也可进一步提高工件作为密封部件使用时的密封性能。
如图1~4所示,本发明还提供一种密封接头,于本发明一具体的实施例中,密封接头包括垫片1、第一接头2和第二接头3,其垫片1、第一接头2和第二接头3均是采用上述技术方案中的抛光方法制备得到的,一连接组件连接第一接头2和第二接头3,并使第一接头2和第二接头3分别挤压于垫片1的两个端面上。垫片1、第一接头2和第二接头3均是采用上述技术方案中的抛光方法制备得到,其表面光亮,粗糙小,杂质少,垫片1、第一接头2和第二接头3可使得接头之间的接触更紧密,表面具有很高的耐磨特性,不易吸附气体以及发生解析,密封性能好,满足高纯气体使用要求。
本发明提供的密封接头,第一接头2和第二接头3利用连接组件的纵向力压紧,分别挤压于垫片1的两个端面上实现密封,漏率极低,密封性能好。
于本发明另一具体的实施例中,为了便于使得第一接头2和第二接头3挤压于垫片1的两个端面,并进一步提高密封接头的密封性能,连接组件包括第一螺母4和第二螺母5,第一接头2上设置有第一轴肩21,第二接头3上设置有第二轴肩31,第一螺母4套设于第一接头2外,且第一轴肩21限制第一螺母4相对于第一接头2朝向第二接头3的轴向位移,第二螺母5套设于第二接头3外,且第二轴肩31限制第二螺母5相对于第二接头3朝向第一接头2的轴向位移,第一螺母4与第二螺母5螺纹连接。
于本发明另一具体的实施例中,第一接头2的内孔朝向垫片1的一端由内至外依次形成第一锥面22和第二锥面23,且第一锥面22的大端和第二锥面23的大端均朝向垫片1,第二锥面23的大端与第一接头2的外壁通过第一弧面24过渡连接,第一弧面24压紧于垫片1朝向第一接头2的端面上;第二接头3的内孔朝向垫片1的一端由内至外依次形成第三锥面32和第四锥面33,且第三锥面32的大端和第四锥面33的大端均朝向垫片1,第四锥面33的大端与第二接头3的外壁通过第二弧面34过渡连接,第二弧面34压紧于垫片1朝向第二接头3的端面上,第一锥面22和第三锥面32的顶角为120°,第二锥面23和第四锥面33的顶角为60°,第一接头2和第二接头3内壁的加工刀具角度为120°和90°,第一锥面22、第三锥面32、第二锥面23和第四锥面33的顶角与刀具的角度相差不大,便于加工。第一接头2的第一弧面24以及第二接头3的第二弧面34压紧于垫片1上实现密封,利用纵向力压紧以及第一弧面24和第二弧面34的弹性变形,提高了垫片1、第一接头2和第二接头3之间的密封性能,漏率极低,小于5*10-13Pa·m3/SEC·He。
于本发明另一具体的实施例中,第一螺母4的内侧壁设置有内螺纹,第二螺母5的外侧壁上设置有与内螺纹匹配的外螺纹,第一螺母4侧壁上开设有测漏孔41,用于检测垫片1、第一接头2和第二接头3之间是否有泄漏发生;内螺纹螺母外壁镀银处理,避免内螺纹和外螺纹之间发生磨损。
本发明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方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种抛光方法,其特征在于:包括:
步骤一:对工件机械研磨;
步骤二:使用电解抛光液对工件进行电解抛光,所述电解抛光液包括硫酸、磷酸和超纯水,所述电解抛光液的比重为1.5~2.0,电解温度为40~60℃,阳极电流密度为50~60A/dm2
步骤三:用超纯水清洗工件;
步骤四:使用钝化液对工件进行钝化;
步骤五:用超纯水清洗工件;
步骤六:检测工件的表面粗糙度值Ra,若工件的表面粗糙度值Ra>0.1μm,重复步骤二至步骤五,直至工件的表面粗糙度值Ra≤0.1μm;
步骤七:烘干工件。
2.根据权利要求1所述的抛光方法,其特征在于:步骤四中,所述钝化液为质量百分比为13.6%~20.4%的硝酸溶液,钝化温度为55~60℃。
3.根据权利要求1所述的抛光方法,其特征在于:所述硫酸的浓度为98%,所述磷酸的浓度为85%。
4.根据权利要求1所述的抛光方法,其特征在于:步骤三和步骤五中,均是使用温度为65~80℃的超纯水对工件进行两次清洗。
5.根据权利要求1所述的抛光方法,其特征在于:所述机械研磨包括:
依次用400目、800目、1500目砂纸进行研磨;
用抛光蜡进行打磨,进行光亮处理,使表面粗糙度值Ra≤0.2μm;
用超纯水进行清洗。
6.根据权利要求1所述的抛光方法,其特征在于:步骤七为在100级洁净间内用纯度为99.999%、温度80~100℃的氮气烘干。
7.一种密封接头,包括使用权利要求1~6中任一项所述的抛光方法制备得到的垫片、第一接头和第二接头,其特征在于:一连接组件连接所述第一接头和所述第二接头,并使所述第一接头和所述第二接头分别挤压于所述垫片的两个端面上。
8.根据权利要求7所述的密封接头,其特征在于:所述连接组件包括第一螺母和第二螺母,所述第一接头上设置有第一轴肩,所述第二接头上设置有第二轴肩,所述第一螺母套设于所述第一接头外并由所述第一轴肩限制相对于所述第一接头的轴向位移,所述第二螺母套设于所述第二接头外并由所述第二轴肩限制相对于所述第二接头的轴向位移,所述第一螺母与所述第二螺母螺纹连接。
9.根据权利要求7所述的密封接头,其特征在于:所述第一接头的内孔朝向所述垫片的一端由内至外依次形成第一锥面和第二锥面,且所述第一锥面的大端和所述第二锥面的大端均朝向所述垫片,所述第二锥面的大端与所述第一接头的外壁通过第一弧面过渡连接,所述第一弧面压紧于所述垫片朝向所述第一接头的端面上;所述第二接头的内孔朝向所述垫片的一端由内至外依次形成第三锥面和第四锥面,且所述第三锥面的大端和所述第四锥面的大端均朝向所述垫片,所述第四锥面的大端与所述第二接头的外壁通过第二弧面过渡连接,所述第二弧面压紧于所述垫片朝向所述第二接头的端面上,所述第一锥面和所述第三锥面的顶角为120°,所述第二锥面和所述第四锥面的顶角为60°。
10.根据权利要求8所述的密封接头,其特征在于:所述第一螺母的内侧壁设置有内螺纹,所述第二螺母的外侧壁上设置有与所述内螺纹匹配的外螺纹,所述第一螺母侧壁上开设有测漏孔。
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Denomination of invention: Polishing method and sealing joint

Effective date of registration: 20220623

Granted publication date: 20210518

Pledgee: Beijing Yizhuang International Financing Guarantee Co.,Ltd.

Pledgor: ZHONGKE AIER (BEIJING) TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Registration number: Y2022980008766

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