CN111205774B - 一种用于不锈钢表面的AlaCubFecXd合金研磨抛光膏 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于不锈钢表面的Al_aCu_bFe_cX_d合金研磨抛光膏，按重量份计包含：Al_aCu_bFe_cX_d准晶磨料微粉：10‑20份；分散剂：1‑10份；表面活性剂：20‑30份；辅助材料：20‑30份；液体油或纯净水：30‑40份。所述Al_aCu_bFe_cX_d准晶磨料微粉粒度≦18μm，其成分为Al_aCu_bFe_cX_d准晶及其类似相,其中X包括金属Mg,Zn,Cr,Co,Ru,Rh，其中a的原子百分比为100‑(b+c+d)，b的原子百分比为15‑25，c的原子百分比为5‑15，d的原子百分比为5‑15。本发明提高准晶磨料微粉在所制研磨膏中的分散性，减少对金属表面产生多余的划痕，方便研磨抛光后的清洗，提高研磨效率。

Description

一种用于不锈钢表面的AlaCubFecXd合金研磨抛光膏

技术领域

本发明涉及抛光膏。特别涉及一种用于不锈钢表面的Al_aCu_bFe_cX_d合金研磨抛光膏。

背景技术

传统机械抛光技术的特点是用机械、化学或电化学等方法，使工件的粗糙度降低，进而使工件表面更加的光整化。以准晶类材料为磨料按照一定的化学成分比例配置研磨膏是传统机械抛光技术的另一大特征。传统磨料如金刚石、氧化铝(刚玉)、碳化硅，它们都具过多的棱角结构，有很高的硬度，而硬质磨料会导致不锈钢表面产生严重的划痕和大量的表面去除率，严重削减了物料本身的质量。利用准晶粉末作为磨料进行表面磨削时，它合适的硬度、低的表面能(不粘性)、低的摩擦系数明显优于传统硬质磨料，因此准晶材料有望成为一种重要的表面光整加工技术的新型磨料。

随着不锈钢金属材料的广泛应用，人们对不锈钢表面光洁度的要求越来越高，以提高其功能要求和附加价值。准晶材料自发现以来对材料科学的各个领域产生了深远的影响。近年来，随着对准晶材料的结构和性能的深入研究，准晶材料逐渐被应用于机油添加剂、表面涂层、发光二极管以及复合材料等各个方面。由于准晶材料具有独特的性能特点，人们将视野投入到不锈钢被加工表面的光整化研究。专利号为CN 108374175 A的发明专利提出了一种金属抛光膏及其制备方法和应用，缩短了对金属表面研磨的时间，但是磨料在研磨膏中的分散性不好，同时还会对金属表面产生划痕；专利号为CN 108929655 A的发明专利提出了金刚石研磨膏及其制备方法，但是在研磨抛光后膏体的残留物不利于清洗。

综上，在对不锈钢表面的研磨抛光方面，目前缺少一种综合性能良好的研磨膏体，这在一定程度上阻碍了不锈钢材料在能源、机械、化工等领域的应用前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于不锈钢表面的Al_aCu_bFe_cX_d合金研磨抛光膏。提高准晶磨料微粉在所制研磨膏中的分散性，减少对金属表面产生多余的划痕，方便研磨抛光后的清洗，提高研磨效率。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种用于不锈钢表面的Al_aCu_bFe_cX_d合金研磨抛光膏，按重量份计包含：

Al_aCu_bFe_cX_d准晶磨料微粉：10-20份；

分散剂：1-10份；

表面活性剂：20-30份；

辅助材料：20-30份；

液体油或纯净水：30-40份。

所述Al_aCu_bFe_cX_d准晶磨料微粉粒度≦18μm，其成分为Al_aCu_bFe_cX_d准晶及其类似相,其中X包括金属Mg,Zn,Cr,Ni,Co,Ru,Rh，其中a的原子百分比为100-(b+c+d)，b的原子百分比为15-25，c的原子百分比为5-15，d的原子百分比为5-15。

所述分散剂为3-5μm的聚四氟乙烯微粉。

所述表面活性剂为离子型表面活性剂—硬脂酸或非离子型表面活性剂—油酸三乙醇胺中的一种。

所述辅助材料为动植物油脂或凡士林中的一种与油酸的混合物。

所述液体油为花生油。

一种用于不锈钢表面的Al_aCu_bFe_cX_d合金研磨抛光膏的制备方法，包括：

1)将研磨膏的各组成按重量份称取；

2)将Al_aCu_bFe_cX_d准晶磨料微粉与分散剂在80℃-100℃水浴下超声搅拌30min，得到混合均匀的液态膏体；

3)将表面活性剂、辅助材料、纯净水或花生油加入到混合均匀的液态膏体中，并在80℃-100℃的水浴下继续搅拌，直至混合均匀；

4)将所得的液态膏体在室温下冷却，得到Al_aCu_bFe_cX_d合金研磨抛光膏。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

1)Al系准晶Al_aCu_bFe_cX_d及其类似相性能良好，为四元准晶，且准晶类似相含量高于 50％；准晶磨料的颗粒度是≦18μm的微小颗粒，所制的膏体致密性好。Al_aCu_bFe_cX_d准晶及其类似相在450-870K温度下自发形成封闭的几何多面体外形与结构且其晶态相为二十面准晶体。二十面准晶体的Al系准晶在结构上可近似为一个具有多平面的球体，研磨过程中减少对不锈钢表面的划痕；准晶材料具有不粘性的良好性能，在研磨抛光后膏体不会残留在不锈钢表面，解决了对不锈钢表面后续的清洁问题。与三元准晶相比，在研磨不锈钢表面时四元准晶具有更接近于7-10(维氏硬度)的合适硬度。当Al系准晶磨料中添加少量的Cr元素时，有利于钉扎晶界的形成，从而获得更好的机械性能。

2)本发明所用的分散剂为颗粒度在3-5μm的聚四氟乙烯微粉，它将准晶磨料均匀的分散于所制的研磨膏体中，使研磨膏具有良好的分散性。

3)本发明所用的表面活性剂为硬脂酸或油酸三乙醇胺，油酸三乙醇胺是一种油酸基表面活性剂，它具有优异的乳化和分散性能；硬脂酸是一种常用的表面活性剂，它具有很好的润滑性和热稳定性。

4)本发明所用的辅助材料加入油酸，油酸是一种粘性较大，氧化作用较强的液体，它可加快研磨过程，缩短研磨时间。

5)本发明所用的液体油为花生油，用其稀释作为油溶性研磨膏；水为纯净水，用其稀释作为水溶性研磨膏。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明：

以下实施例对本发明进行详细描述。这些实施例仅是对本发明的最佳实施方案进行描述，并不对本发明的范围进行限制。

实施例1

一种用于不锈钢表面的AlaCubFecXd合金研磨抛光膏，按重量份称取以下原料：Al₆₅Cu₂₀Fe₁₀Cr₅准晶磨料微粉10份、聚四氟乙烯微粉8份、硬脂酸30份、油酸10份、凡士林15份、花生油40份；所述准晶磨料微粉的颗粒度大小为800目(≦18μm)；所述聚四氟乙烯微粉为3-5μm。其制备方法包括以下步骤：(1)将Al₆₅Cu₂₀Fe₁₀Cr₅准晶磨料微粉与聚四氟乙烯粉在80℃水浴下超声搅拌30min，超声频率为20kHz；(2)将硬脂酸、凡士林、油酸、花生油加入到混合均匀的液态膏体中，并在80℃的水浴下继续搅拌10min，直至混合均匀，并在室温下进行冷却，得到Al₆₅Cu₂₀Fe₁₀Cr₅合金研磨抛光膏。所述的 Al₆₅Cu₂₀Fe₁₀Cr₅合金研磨抛光膏针对304奥氏体不锈钢的“碾磨系数”均高于2.48，并测得其表面粗糙度Ra达到6nm，磨损率为2.3g/m²，平整度RPV为1007nm。

实施例2

一种用于不锈钢表面的Al_aCu_bFe_cX_d合金研磨抛光膏，按重量份称取以下原料：Al₆₅Cu₂₀Fe₁₀Cr₅准晶磨料微粉15份、聚四氟乙烯微粉7份、硬脂酸25份、油酸16份、动植物油脂12份、纯净水35份；所述准晶磨料微粉的颗粒度大小为800目(≦18μm)；所述聚四氟乙烯微粉为3-5μm。其制备方法包括以下步骤：(1)将Al₆₅Cu₂₀Fe₁₀Cr₅准晶磨料微粉与聚四氟乙烯粉在80℃水浴下超声搅拌30min，超声频率为20kHz；(2)将硬脂酸、油酸、动植物油脂、纯净水加入到混合均匀的液态膏体中，并在90℃的水浴下继续搅拌 10min，直至混合均匀，并在室温下进行冷却，得到Al₆₅Cu₂₀Fe₁₀Cr₅合金研磨抛光膏。所述的Al₆₅Cu₂₀Fe₁₀Cr₅合金研磨抛光膏针对304奥氏体不锈钢的“碾磨系数”均高于2.48，并测得其表面粗糙度Ra达到6nm，磨损率为2.3g/m²，平整度RPV为1007nm。

实施例3

一种用于不锈钢表面的Al_aCu_bFe_cX_d合金研磨抛光膏，按重量份称取以下原料：Al₅₆Cu₁₈Fe₁₈Cr₈准晶磨料微粉18份、聚四氟乙烯微粉8份、油酸三乙醇胺22份、油酸13 份、凡士林12份、花生油36份；所述准晶磨料微粉的颗粒度大小为800目(≦18μm)；所述聚四氟乙烯微粉为3-5μm。其制备方法包括以下步骤：(1)将Al₅₆Cu₁₈Fe₁₈Cr₈准晶磨料微粉与聚四氟乙烯粉在80℃水浴下超声搅拌30min，超声频率为20kHz；(2)将油酸三乙醇胺、凡士林、油酸、花生油加入到混合均匀的液态膏体中，并在100℃的水浴下继续搅拌10min，直至混合均匀，并在室温下进行冷却，得到Al₅₆Cu₁₈Fe₁₈Cr₈合金研磨抛光膏。所述的Al₅₆Cu₁₈Fe₁₈Cr₈合金研磨抛光膏针对304奥氏体不锈钢的“碾磨系数”均高于2.48，并测得其表面粗糙度Ra达到6nm，磨损率为2.4g/m²，平整度RPV为1013nm。

实施例4

一种用于不锈钢表面的Al_aCu_bFe_cX_d合金研磨抛光膏，按重量份称取以下原料：Al₅₆Cu₁₈Fe₁₈Cr₈准晶磨料微粉16份、聚四氟乙烯微粉5份、油酸三乙醇胺28份、油酸12 份、动植物油脂14份、纯净水32份；所述准晶磨料微粉的颗粒度大小为800目(≦18μm)；所述聚四氟乙烯微粉为3-5μm。其制备方法包括以下步骤：(1)将Al₅₆Cu₁₈Fe₁₈Cr₈准晶磨料微粉与聚四氟乙烯粉在80℃水浴下超声搅拌30min，超声频率为20kHz；(2)将油酸三乙醇胺、油酸、动植物油脂、纯净水加入到混合均匀的液态膏体中，并在100℃的水浴下继续搅拌10min，直至混合均匀，并在室温下进行冷却，得到Al₅₆Cu₁₈Fe₁₈Cr₈合金研磨抛光膏。所述的Al₅₆Cu₁₈Fe₁₈Cr₈合金研磨抛光膏针对304奥氏体不锈钢的“碾磨系数”均高于2.48，并测得其表面粗糙度Ra达到6nm，磨损率为2.4g/m²，平整度RPV为1013nm。

本发明提出了一种针对不锈钢材料表面光整度的的抛光膏，充分的考虑到现在实际中对不锈钢表面光整度处理的不足之处，从而弥补了不锈钢材料在研磨抛光过程中的效率问题，提高不锈钢表面的光洁程度，为不锈钢后续的应用环节提高附加价值。

Claims (2)

1.一种用于不锈钢表面的Al_aCu_bFe_cX_d合金研磨抛光膏，其特征在于，按重量份计包含：

Al_aCu_bFe_cX_d四元准晶磨料微粉：10-20份；

分散剂：1-10份；

表面活性剂：20-30份；

辅助材料：20-30份；

液体油或纯净水：30-40份；

所述Al_aCu_bFe_cX_d四元准晶磨料微粉粒度≦18μm，其成分为Al_aCu_bFe_cX_d准晶及其类似相,其中X包括金属Mg,Zn,Cr,Ni,Co,Ru,Rh，其中a的原子百分比为100-(b+c+d)，b的原子百分比为15-25，c的原子百分比为5-15，d的原子百分比为5-15；

所述分散剂为3-5μm的聚四氟乙烯微粉；

所述表面活性剂为硬脂酸或油酸三乙醇胺中的一种；

所述辅助材料为动植物油脂或凡士林中的一种与油酸的混合物；

所述液体油为花生油。

2.一种根据权利要求1所述的用于不锈钢表面的Al_aCu_bFe_cX_d合金研磨抛光膏的制备方法，其特征在于，包括：

1)将研磨膏的各组成按重量份称取；

2)将Al_aCu_bFe_cX_d准晶磨料微粉与分散剂在80℃-100℃水浴下超声搅拌30min，得到混合均匀的液态膏体；

3)将表面活性剂、辅助材料、纯净水或花生油加入到混合均匀的液态膏体中，并在80℃-100℃的水浴下继续搅拌，直至混合均匀；

4)将所得的液态膏体在室温下冷却，得到Al_aCu_bFe_cX_d合金研磨抛光膏。