一種用于不銹鋼精密拋光的納米材料配方及其制備工藝組成比例

本發明專利技術公開了一種用于不銹鋼精密拋光的納米材料配方及其制備工藝，屬于高分子材料技術領域。按照質量份數由以下組分組成：納米片狀氧化鋁拋光粉50~90份；氧化鈰?氧化硅復合拋光粉50~90份；拋光加速劑0.05~2份；光亮劑0.05~3份；PH調節劑0.05~2份；緩蝕劑0.05~1份；穩定劑0.01~0.1份；螯合劑0.05~0.5份；余量均為去離子水。本發明專利技術提供的一種用于不銹鋼精密拋光納米材料及其制備方法，該納米材料結合了納米片狀氧化鋁、球型氧化鈰、納米氧化硅的優點，將片狀材料和球型材料進行科學結合，配比科學合理，增強不銹鋼拋光過程中納米材料對不銹鋼的去除速率，同時可以使鋼材獲得鏡面。此外本發明專利技術的拋光粉配制方法簡單，穩定性強，成本較低，不污染環境及腐蝕設備。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術公開了一種用于材料拋光的納米材料配方及其制備工藝，具體涉及一種用于不銹鋼精密拋光的納米材料配方及其制備工藝。
技術介紹
在工業領域中廣泛應用拋光粉，根據不同的用途，有工業用金剛石、氧化鋁、氧化鐵等許多類型的拋光粉，其中從十九世紀末開始大約40年間氧化鐵一直被使用作為研磨平板玻璃、光學玻璃等的拋光材料。稀土拋光粉開發的歷史可追溯到第一次世界大戰，美國及加拿大率先使用以氧化飾為主成分的稀土拋光粉，用于高射炮的瞄準鏡等精密軍用機器的研磨，取代了氧化鐵拋光粉，稀土拋光粉同氧化鐵相比，拋光粉速度提高數倍，作業時污染少，拋光質量高，正是由于稀土拋光粉的開發，使玻璃的研磨表面精度得到了很大程度的改善，從而使稀土拋光粉在世界上被廣泛的利用。不銹鋼具有優良的耐磨性、耐蝕性、可塑性，因此，不銹鋼制品被廣泛應用于化工、紡織、食品機械、儀器儀表、廚房用具、醫療器械等各種行業，由于不銹鋼制品在機械加工時會在表面形成一層灰黑色的氧化膜，這樣就影響到其表面質量，更嚴重影響其耐蝕性能；因此，對不銹鋼制品的表面進行處理就顯得尤為重要；以前采用電化學拋光可以使不銹鋼表面達到光亮程度，但其工藝設備需要使用直流電源和導電夾具等，而現有的化學拋光則不需要直流電源設備和導電夾具，還可拋光形狀復雜或尺寸不一的零件，拋光精度較高，生產效率高，防止零件制品等的局部腐蝕;奧氏體不銹鋼為非磁性，常用的有OCr18Ni9，1Cr18NigTi，Cr18Mn8Ni5等，這類不銹鋼因含有易鈍化的Ni、Mn等元素，經化學拋光后，不銹鋼制品表面可以達到鏡面光亮;但是現有技術中的一些拋光液在拋光過程中會產生一些帶有腐蝕性的氣體，腐蝕設備和污染環境，不利于生產。不同的表面加工工藝使不銹鋼表面各異，使其在應用中具有獨到之處。用于不銹鋼表面加工的技術大致有五類，軋制技術、機械表面加工、化學表面加工、網紋表面加工和彩色表面加工。根據經驗不銹鋼進行表面精加工時粗拋工序正常使用1-1.5微米的氧化鋁作為磨料，而精拋過程使用的為大粒徑的二氧化硅拋光液。不同的不銹鋼拋光工件可以結合使用不同的拋光加工技術使不銹鋼達到高表面光澤和精加工均勻性的效果。傳統的化學機械磨料有氧化硅、氧化鋁和氧化鈰等超細無機顆粒。氧化硅拋光粉具有易制備、硬度小、漿料分散性好等優點，但是拋光效率低；鈰系稀土拋光粉具有拋光快、拋光精度高、易清洗、污染小等優點，但是價格較高，分散性不好，易團聚；氧化鋁拋光粉硬度大，拋光較快，但是易造成表而劃傷。隨著人們對產品加工表而質量要求的不斷提高，對拋光技術和拋光粉的要求也越來越高。單一的拋光材料往往得不到令人滿意的結果，因此，需要一種新型的拋光材料，提高拋光材料的拋光效率。對于相同成分的拋光粉，提高拋光效率的方法主要是增加材料的內部結構缺陷，提高拋光材料的表而活性，一種方法是淬火，還有一種方法是往材料中引入第二相。由于結合了氧化硅、氧化鋁和氧化鈰等磨料各自的優點，因此復合氧化物拋光粉在國內外受到廣泛關注。
技術實現思路
本專利技術的目的是，為了彌補現有技術的不足，提供一種無污染無腐蝕拋光精度高的納米材料。為了實現上述目的，本專利技術的技術方案是：一種用于不銹鋼精密拋光的納米材料配方及其制備工藝，其組成成分及重量分數配比為：納米片狀氧化鋁拋光粉50~90份氧化鈰-氧化硅復合拋光粉50~90份拋光加速劑0.05~2份光亮劑0.05~3份PH調節劑0.05~2份緩蝕劑0.05~1份穩定劑0.01~0.1份螯合劑0.05~0.5份去離子水余量本專利技術所述的用于不銹鋼精密拋光的納米材料配方及其制備工藝，其特征在于：該納米材料是納米片狀氧化鋁、納米球形氧化鈰、納米氧化硅的一種或者幾種。本專利技術所述的用于不銹鋼精密拋光的納米材料配方及其制備工藝，其特征在于：該納米材料所涉及的納米氧化鋁是潔白高純度粉體，片狀，粒度為0.5~6um，既可以是一維納米材料，也可以是三維納米材料，硬度為4-4.5，自制。本專利技術所述的用于不銹鋼精密拋光的納米材料配方及其制備工藝，其特征在于：該納米材料所涉及的納米氧化鈰為球形。本專利技術所述的用于不銹鋼精密拋光的納米材料配方及其制備工藝，其特征在于：該納米材料所涉及的納米氧化硅為氣相氧化硅粉末，比表面積190m2/g。本專利技術所述的用于不銹鋼精密拋光的納米材料配方及其制備工藝，其特征在于：所述的穩定劑為硅烷偶聯劑或高分子化合物中的一種，所述硅烷偶聯劑為正硅酸乙酯、KH560等水溶性的有機硅烷。本專利技術所述的用于不銹鋼精密拋光的納米材料配方及其制備工藝，其特征在于：所述的鰲合劑為甘氨酸、氨三乙酸三鈉、EDTA中的一種。本專利技術所述的用于不銹鋼精密拋光的納米材料配方及其制備工藝，其特征在于：所述的拋光加速劑是強氧化性鹽類與常規無機鹽的混合物，兩者的重量比為氧化性鹽類：常規無機鹽=1:1.5。本專利技術所述的用于不銹鋼精密拋光的納米材料配方及其制備工藝，其特征在于：所述的光亮劑是甘油、PFG-400、三乙醇胺中的一種或多種的混合物。本專利技術所述的用于不銹鋼精密拋光的納米材料配方及其制備工藝，其特征在于：所述的緩蝕劑是BTA、咪唑中的一種或多種的混合物。本專利技術所述的用于不銹鋼精密拋光的納米材料配方及其制備工藝，其特征在于：所述的pH值調節劑是乙二胺、三乙醇胺、三乙烯四胺或乙醇胺中的一種或多種的混合物。本專利技術所述的用于不銹鋼精密拋光的納米材料配方及其制備工藝，其特征在于：具有以下制備步驟：（1）氧化鈰-氧化硅復合拋光粉的制備將碳酸鈰（原料中稀土的質量分數不小于45%，氧化鈰占稀土質量的分數不小于99.9%）用硝酸溶解后配制成一定濃度的溶液，經除雜、滴定濃度后備用。按要配制的比例取一定量的硅溶膠，按硅溶膠、無水乙醇與去離子水的體積比為1：2：2溶解硅溶膠溶液，混合均勻。按要制備復合物拋光粉的比例取一定量的硝酸鈰溶液，將2種溶液混合，加入適量添加劑CTAB，在溫度為50℃的水浴鍋中，用攪拌器以300r/min的攪拌速率攪拌2h，得到均勻的混合溶液。調整噴霧干燥儀的進、出口溫度，進氣壓力，進氣口流量，將混合均勻的溶液在儀器上噴霧干燥，得到混合物前驅體。將制備的混合物前驅體在950℃馬弗爐中保溫5h，待爐溫冷卻下來后取出氧化鈰-氧化硅復合拋光粉，研磨，過篩，待用。（2）不銹鋼精密拋光納米材料的制備按照配比稱取一定量的片狀納米氧化鋁拋光粉，以及步驟（1）中制備的氧化鈰-氧化硅復合拋光粉，在高速混合機中混合均勻得到復合拋光粉，待用。在室溫條件下，一邊攪拌、一邊將拋光加速劑加入到去離子水中，待完全溶解后，得混合水溶液；靜置、冷卻至室溫，將混合水溶液加入混合好的復合拋光粉中，邊加邊攪拌，控制加入流量在90-11mL/min，充分攪拌混合均勻；接著將光亮劑溶解在去離子水中，配成水溶液后加入到復合拋光粉中，邊加邊攪拌，流量控制在90-110mL/min；再將緩蝕劑溶解在去離子水中，配成水溶液后加入到上述拋光液中；最后用pH值調節劑將拋光液的pH值控制在9.0-12.5，得到用于不銹鋼拋光的拋光納米漿料。完全干燥后研磨，過篩，即得到用于不銹鋼精細拋光的納米材料。本專利技術所述的用于不銹鋼精密拋光的納米材料配方及其制備工藝，制備的復合拋光粉對不銹鋼片進行拋光實驗。本專利技術的有益效果在于：本專利技術提供的一種用于本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于不銹鋼精密拋光的納米材料配方及其制備工藝，其特征在于其組分及質量百分比如下：納米片狀氧化鋁拋光粉????????????????50~90份氧化鈰?氧化硅復合拋光粉?????????????50~90份拋光加速劑??????????????????????????0.05~2份光亮劑??????????????????????????????0.05~3份PH調節劑????????????????????????????0.05~2份緩蝕劑??????????????????????????????0.05~1份穩定劑??????????????????????????????0.01~0.1份螯合劑??????????????????????????????0.05~0.5份去離子水????????????????????????????余量。

【技術特征摘要】
1.一種用于不銹鋼精密拋光的納米材料配方及其制備工藝，其特征在于其組分及質量百分比如下：納米片狀氧化鋁拋光粉50~90份氧化鈰-氧化硅復合拋光粉50~90份拋光加速劑0.05~2份光亮劑0.05~3份PH調節劑0.05~2份緩蝕劑0.05~1份穩定劑0.01~0.1份螯合劑0.05~0.5份去離子水余量。2.根據權利要求1所述的用于不銹鋼精密拋光的納米材料配方及其制備工藝，其特征在于：該納米材料是納米片狀氧化鋁、納米球形氧化鈰、納米氧化硅的一種或者幾種。3.根據權利要求1所述的用于不銹鋼精密拋光的納米材料配方及其制備工藝，其特征在于：該納米材料所涉及的納米氧化鋁是潔白高純度粉體，片狀，粒度為0.5~6um，既可以是一維納米材料，也可以是三維納米材料，硬度為4-4.5，自制；用片狀氧化鋁可制成的拋光粉可用于高精密微電子材料的拋光，也可用于陶瓷的拋光和光學顯微鏡等諸如此類的玻璃表面的拋光；片狀氧化鋁具有良好的分散穩定性和平行排列性，當用于拋光粉時，可以讓片狀氧化鋁的上下表面基本平行于被拋光材料的表面，因此可以最大可能地避免表面下的損傷，使拋光后的表面依然平滑如鏡。4.根據權利要求1所述的用于不銹鋼精密拋光的納米材料配方及其制備工藝，其特征在于：該納米材料所涉及的納米氧化鈰為球形；氧化鈰晶型完好，比重大，在陶瓷中不易形成氣孔；同時，氧化鈰具有良好的分散性和透明性，易于添加在塑膠、硅橡膠、水晶玻璃等聚合物中；比表面積大，適合于涂層材料或催化劑中使用。5.根據權利要求1所述的用于不銹鋼精密拋光的納米材料配方及其制備工藝，其特征在于：該納米材料所涉及的納米氧化硅為氣相氧化硅粉末，比表面積190m2/g；納米氧化硅具有顆粒尺寸小、高強度、硬度、高韌性等優勢，廣泛應用于超塑性材料、絕緣漿料、電極材料、超導材料、低溫燒結材料和熱交換材料等；同時，具有粘度低、紫外線、可見光及紅外線反射能力強等特點，常被用作光學鏡片拋光，寶石拋光，金屬拋光等精密拋光。6.根據權利要求1所述的用于不銹鋼精密拋光的納米材料配方及其制備工藝，其特征在于：所述的穩定劑為硅烷偶聯劑或高分子化合物中的一種，所述硅烷偶聯劑為正硅酸乙酯、KH560等水溶性的有機硅烷。7.根據權利要求1所述的用于不銹鋼精密拋光的納米材料配方及其制備工藝，其特征在于：所述的鰲合劑為甘氨酸、氨三乙酸三鈉、EDTA中的一種。8.根據權利要求1所述的用于不銹鋼精密拋光的納米材料配方及其制備工...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊雪英，陳建山，鐘學群，劉民，
申請(專利權)人：廣州市新稀冶金化工有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44