本發(fā)明涉及金屬化學拋光液領域，尤其涉及一種316l不銹鋼鏡面拋光液。

　　背景技術：

　　不銹鋼具有耐腐蝕、耐磨損、易加工等優(yōu)良性能，被廣泛用于建筑業(yè)、廚房器具、汽車排氣系統(tǒng)等領域，還具有美觀效果。不銹鋼在熱加工、機械加工或放置一定時間后其表面會形成毛刺、或一層灰黑色氧化膜，氧化膜的主要成分為cr2o3、nio以及十分難溶的feo，它們的存在一方面影響外觀質(zhì)量，另一方面也影響產(chǎn)品的使用性能，因此要采取適當措施加以清除。對不銹鋼表面進行拋光處理，是不銹鋼制品中最為常用的處理工藝。在實際生產(chǎn)當中，對不銹鋼的表面進行拋光處理不僅僅會對材料表面產(chǎn)生較大的改善，如在降低表面的粗糙度提高光亮度的同時，還能直接對不銹鋼的壽命及其產(chǎn)品質(zhì)量起到巨大的積極影響。

　　與機械拋光和電化學拋光相比，化學拋光由于成本低廉、效果較好、使用方便、操作簡單、生產(chǎn)效率高、拋光后的表面光亮美觀、平整等優(yōu)點，被廣泛應用于表面處理過程。然而，傳統(tǒng)的不銹鋼化學拋光液具有其局限性，含有硝酸的“三酸”拋光液會產(chǎn)生“黃煙”酸霧，不僅影響操作者的身體健康，也對環(huán)境有所污染；含有過氧化氫的拋光液在拋光過程容易分解，無形之中增加了拋光成本，降低拋光效果。

　　雖然現(xiàn)在很多研究都在著力于通過其它試劑吸收氣體的作用來減少氮氧化物的生成，但這也降低了化學拋光的效率，如為了減少作業(yè)過程中nox氣體的產(chǎn)生，可向溶液添加尿素或氨基磺酸，或者加入一些聚合物，如粘土、硅酸鈉鋁等，可有效吸收反應過程中產(chǎn)生的氧化硫、硫化氫氣體，以上方法雖然減少了在拋光過程中氮氧化物的產(chǎn)生，但是拋光后金屬表面的光亮度受到了影響。所以現(xiàn)階段亟需開發(fā)出一種拋光效果好、成本低、無污染而且制備工藝簡單的化學拋光液。

　　316l不銹鋼(00cr17ni14mo2)塑性、韌性、冷變形焊接工藝性能、高溫性能良好，相比304不銹鋼，由于316l不銹鋼含碳量低且含有2％-3％的鉬，提高了對還原性鹽的各種無機酸和有機酸、堿鹽類的耐腐蝕性能，同時耐高溫和高溫抗氧化性也很好，因此，對其拋光液的要求也更加嚴苛。

　　技術實現(xiàn)要素：

　　本發(fā)明提供了一種拋光效果良好的316l不銹鋼拋光液，其成本低、無污染、制備簡單，能達到近似鏡面的效果。

　　本發(fā)明提出的一種316l不銹鋼鏡面拋光液，其特征在于，由以下配比的組分組成：

　　硝酸鈉60~100g/l，

　　過硫酸鈉30~50g/l，

　　密度為1.2g/ml的硫酸80~160ml/l，

　　密度為1.7g/ml的磷酸110~160ml/l，

　　十八烷胺1~5g/l，

　　檸檬酸3~6g/l，

　　聚丙烯醇10~25g/l，

　　改性聚醚有機硅消泡劑5~8g/l，

　　op乳化劑0.1~1g/l，

　　溴化鈉0.1~5g/l，

　　其余為去離子水，

　　其中，硝酸根和過硫酸根的總量與氫離子的摩爾比為1:(3.5~6.8)。

　　本發(fā)明拋光液中的氧化劑采用硝酸鈉和過硫酸鈉復配，避免了傳統(tǒng)拋光液使用硝酸產(chǎn)生的“黃煙”酸霧。硝酸鈉在酸性溶液中具有很強的氧化性，過硫酸鈉還原后會生成硫酸鈉，對環(huán)境不會造成污染，并具有一定的化學穩(wěn)定性，能使金屬表面氧化成金屬氧化物或是固態(tài)鈍化膜，通過正交試驗確定得出，當硝酸鈉60~100g/l和過硫酸鈉30~50g/l配合使用時，可加劇不銹鋼在化學拋光過程中的鈍化現(xiàn)象。

　　本發(fā)明拋光液中的腐蝕劑采用密度為1.2g/ml的硫酸和密度為1.7g/ml的磷酸進行復配，硫酸不會產(chǎn)生煙霧，可保證拋光過程的綠色環(huán)保要求。磷酸在對不銹鋼起腐蝕溶解作用的同時，會生成一層白色磷酸轉(zhuǎn)化膜(fepo4?2h2o)，這層膜阻礙了金屬表面溶液的擴散，減慢了對金屬表面的腐蝕，降低了不銹鋼表面的粗糙度并提高了光亮度。兩者的濃度直接影響化學拋光的反應速率，其濃度越大，拋光液中的氫離子濃度越高，腐蝕反應就越迅速，但如果濃度過高，則易發(fā)生過腐蝕現(xiàn)象。經(jīng)過多次正交試驗，我們得出，當硫酸和磷酸的配合用量在分別80~160ml/l和110~160ml/l時，可使拋光效果最佳。

　　在進行試驗過程中我們還發(fā)現(xiàn)，當拋光液中氧化劑相對腐蝕劑含量較高時，不銹鋼表面會沉積部分氧化物，這些氧化物不能完全被腐蝕溶解，導致不銹鋼表面光亮度下降、表面發(fā)黑變暗，當腐蝕劑相對氧化劑的含量較低時，則不銹鋼表面的氧化反應不能夠完全進行，易出現(xiàn)過腐蝕的現(xiàn)象，嚴重的還會出現(xiàn)“點蝕”?；谘趸瘎┖透g劑這種相互協(xié)調(diào)相互制約的關系，導致拋光反應的過程比較復雜，選擇合理的氧化劑和腐蝕劑的濃度配比至關重要。經(jīng)過多次試驗，我們發(fā)現(xiàn)，當拋光液中的硝酸根和過硫酸根的總量與氫離子的摩爾比達到一定比例時，會使拋光效果達到最佳。具體在本發(fā)明當中，硝酸根和過硫酸根的總量與氫離子的摩爾比優(yōu)選為1:(3.5~6.8)。

　　本發(fā)明緩蝕劑選用十八烷胺和檸檬酸，當其濃度分別為1~5g/l和3~6g/l時可起到較好的減緩化學腐蝕的作用，聚丙烯醇是一種親水性高分子，可起到增粘作用進而調(diào)控拋光速率，改性聚醚有機硅消泡劑在化學拋光過程中能夠抑制泡沫產(chǎn)生或者消除已產(chǎn)生的泡沫，避免拋光液溢出引起其成分變化，op乳化劑能夠降低不銹鋼表面與拋光液之間的表面張力，減慢金屬表面的凹陷處反應的發(fā)生，來達到使表面平整光滑的效果，溴化鈉可與十八烷胺協(xié)同作用產(chǎn)生更優(yōu)良的緩釋效果。上述添加劑與腐蝕劑和氧化劑協(xié)同作用，共同增強拋光液的拋光效果。

　　作為優(yōu)選方案，該拋光液可由以下配比的組分組成：

　　硝酸鈉60~80g/l，

　　過硫酸鈉40~48g/l，

　　密度為1.2g/ml的硫酸80~140ml/l，

　　密度為1.7g/l的磷酸120~150ml/l，

　　十八烷胺2~3g/l，

　　檸檬酸4~6g/l，

　　聚丙烯醇15~20g/l，

　　改性聚醚有機硅消泡劑5~6g/l，

　　op乳化劑0.3~0.5g/l，

　　溴化鈉0.25g/l，

　　其余為去離子水，

　　其中，硝酸根和過硫酸根的總量與氫離子的摩爾比為1:4.5。

　　本發(fā)明還提供了一種316l不銹鋼鏡面拋光液的拋光工藝，在化學拋光之前需要對316l不銹鋼基材進行脫脂除油、去離子水清洗等預處理，然后進行拋光，拋光工藝參數(shù)為常溫，浸泡時間5-10min，優(yōu)選的，浸泡時間為7min，然后用去離子水進行多次清洗，干燥，即可得到近似鏡面的316l不銹鋼表面。

　　有益效果

　　本發(fā)明提供的316l不銹鋼拋光液，其優(yōu)點為：

　　（1）針對316l不銹鋼比一般不銹鋼耐腐蝕、耐高溫和抗氧化性更強的特點，通過正交試驗得出氧化劑和腐蝕劑復配的最佳濃度以及配比，即可降低表面粗糙度，得到表面平整光滑、近似鏡面的金屬表面；

　　（2）不含硝酸、鹽酸等可產(chǎn)生酸霧的溶劑，拋光液性能穩(wěn)定，安全環(huán)保無污染；

　　（3）制備工藝簡單，無需高溫加熱，常溫即可進行拋光，拋光效率高。

　　附圖說明

　　圖1為處理前金屬表面的透射電鏡圖；

　　圖2為實施例2處理后金屬表面的透射電鏡圖。

　　具體實施方式

　　測試方法：

　　在拋光之前對316l不銹鋼板材進行脫脂除油、去離子水清洗預處理，然后進行拋光，溫度為常溫，分別在以下實施例、對比例的拋光液和市售常用拋光液中浸泡7min，然后用去離子水進行多次清洗，干燥即得。

　　拋光液中的氫離子濃度用ph計來測量；

　　表面粗糙度由表面粗糙度儀測量；

　　金屬表面光澤度用測光儀（gb4550）測量；

　　表面平整度通過目測法評估。

　　實施例1

　　一種316l不銹鋼拋光液，其組分配比為：硝酸鈉70g/l，過硫酸鈉44g/l，密度為1.2g/ml的硫酸100ml/l，密度為1.7g/l的磷酸130ml/l，十八烷胺3g/l，檸檬酸4g/l，聚丙烯醇15g/l，改性聚醚有機硅消泡劑5g/l，op乳化劑0.5g/l，溴化鈉0.25g/l，其余為去離子水，其中，硝酸根和過硫酸根的總量與氫離子的摩爾比約為1:4.2。

　　對比例1

　　一種316l不銹鋼拋光液，其組分配比為：硝酸鈉60g/l，過硫酸鈉30g/l，密度為1.2g/ml的硫酸160ml/l，密度為1.7g/ml的磷酸160ml/l，十八烷胺3g/l，檸檬酸4g/l，聚丙烯醇15g/l，改性聚醚有機硅消泡劑5g/l，op乳化劑0.5g/l，溴化鈉0.25g/l，其余為去離子水，其中，硝酸根和過硫酸根的總量與氫離子的摩爾比約為1:8.1。

　　實施例2

　　一種316l不銹鋼拋光液，其組分配比為：硝酸鈉80g/l，過硫酸鈉40g/l，密度為1.2g/ml的硫酸140ml/l，密度為1.7g/ml的磷酸130ml/l，十八烷胺2.5g/l，檸檬酸5g/l，聚丙烯醇18g/l，改性聚醚有機硅消泡劑5.5g/l，op乳化劑0.4g/l，溴化鈉0.25g/l，其余為去離子水，其中，硝酸根和過硫酸根的總量與氫離子的摩爾比約為1:5.2。

　　對比例2

　　一種316l不銹鋼拋光液，其組分配比為：硝酸鈉100g/l，過硫酸鈉50g/l，密度為1.2g/ml的硫酸80ml/l，密度為1.7g/ml的磷酸120ml/l，十八烷胺2.5g/l，檸檬酸5g/l，聚丙烯醇18g/l，改性聚醚有機硅消泡劑5.5g/l，op乳化劑0.4g/l，溴化鈉0.25g/l，其余為去離子水，其中，硝酸根和過硫酸根的總量與氫離子的摩爾比約為1:3。

　　表1為測試結(jié)果：

　　由以上數(shù)據(jù)可以看出，采用實施例1和實施例2的拋光液，其中硝酸根和過硫酸根的總量與氫離子的摩爾比分別約為1:4.2和1:5.2，可以使不銹鋼表面粗糙度大大降低、亮度高、表面平整度高、達到近似鏡面的效果，對比例1和2雖然也能獲得較好的拋光效果，但由于其硝酸根和過硫酸根的總量與氫離子的摩爾比不在本發(fā)明限定的1:(3.5~6.8)的范圍內(nèi)（摩爾比過大或過小），因此比實施例1或2的鏡面效果差，然而仍比市售常規(guī)三酸拋光劑具有更好的拋光效果?？梢姳景l(fā)明限定的復配比例可以使氧化劑和腐蝕劑相互協(xié)調(diào)、并與各添加劑相互作用達到最佳拋光效果。

　　以上對本發(fā)明的具體實施例進行了詳細描述，但其只是作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實施例。對于本領域技術人員而言，任何對本發(fā)明進行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

　　技術特征：

　　技術總結(jié)

　　本發(fā)明提供了一種316L不銹鋼鏡面拋光液，其組分配比為硝酸鈉60~100g/L，過硫酸鈉30~50g/L，密度為1.2g/mL的硫酸80~160mL/L，密度為1.7g/mL的磷酸110~160mL/L，十八烷胺1~5g/L，聚丙烯醇10~25g/L，改性聚醚有機硅消泡劑5~8g/L，OP乳化劑0.1~1g/L，溴化鈉0.1~5g/L，其余為去離子水，其中，當硝酸根和過硫酸根的總量與氫離子的摩爾比為1:(3.5~6.8)時，可使得拋光液的拋光效果最佳。本發(fā)明提供的化學拋光液無污染，不會產(chǎn)生酸霧，能獲得近似鏡面的金屬表面，常溫拋光，無需加熱，操作簡便，拋光效率高。

　　技術研發(fā)人員：白林森;梁蓮芝

　　受保護的技術使用者：無錫市恒利弘實業(yè)有限公司

　　技術研發(fā)日：2017.06.28

　　技術公布日：2017.08.11