CN112500802A

CN112500802A - 一种等离子抛光剂及其制备方法和应用

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Publication number: CN112500802A
Application number: CN202011551920.4A
Authority: CN
Inventors: 黄楚燊
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-12-24
Filing date: 2020-12-24
Publication date: 2021-03-16

Abstract

本发明涉及金属加工技术领域，本发明的等离子抛光剂组分包括：硫酸钾0.1～3％，硫酸铵0.01～1％，元明粉0.01～1％，葡萄糖0.01～1％。本发明的等离子抛光剂可制成等离子抛光粉或等离子抛光液，可以有效地去除工件在铸造或金属打印后的披锋，能去除30％，耐用性比现有配方加强30％，工件光泽度和光滑度加强20％，且PH值为7～7.5，接近中性，有利于后续所排放污水的处理，有效加强环保问题。本发明还提供了所述等离子抛光粉的制备方法和使用方法。使用本发明的抛光剂对工件进行抛光处理，可以一步到位，不需要二次加工。

Description

一种等离子抛光剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及金属加工技术领域，特别是涉及一种等离子抛光剂及其制备方法和应用。

背景技术

等离子抛光是在抛光剂存在情况下，丢失电子的原子核形成了一个带正电的离子，当这些离子达到一定数量的时候可以成为等离子态，等离子态能量很大，当这些等离子和要抛光的物体摩擦时，顷刻间会使物体达到表面光亮的效果。等离子纳米抛光是一种全新的金属表面处理工艺，仅在工件表面的分子层与等离子反应，广泛适用于医疗器械、珠宝、五金成品等行业。

现有的等离子抛光剂基本材料主要是硫酸盐、有机酸和水。现有的等离子抛光剂耐用性不足，有机酸在电解过程中会出现残留物质，会不同程度地在电解槽中汇集，从而影响电解过程中的电流效率，使抛光剂的稳定性及持久性降低，继续使用会影响抛光效果，增加更换抛光剂的频率则会增加生产成本。现有技术的等离子抛光剂去除披锋效果不理想，且在电解过程中，硫酸盐、有机酸用在钴锘金属抛光上，因为在钴锘金属上会产生电弧，无法产生均匀的光泽度，致使二者不能同时应用在钴锘金属上。

现有的抛光剂在等离子抛光过程中，由于有机酸的存在等原因，PH值需要维持在5-5.5，增加了后续污水处理的难度。

可见，现有的抛光技术有待改善。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种等离子抛光剂。

本发明的另一目的在于提供上述等离子抛光剂的制备方法和使用方法。

本发明的技术方案如下：

一种等离子抛光剂，其组分包括：按质量占比计，所述等离子抛光剂的组分包括：硫酸钾0.1～3％，硫酸铵0.01～1％，元明粉0.01～1％，葡萄糖0.01～1％。

优选的，所述硫酸钾：硫酸铵：元明粉：葡萄糖的重量比值为2：1：1：1。

优选的，按质量占比计，所述等离子抛光粉的组分包括：硫酸钾0.3％，硫酸铵0.2％，元明粉0.3％，葡萄糖0.2％。

进一步的，所述等离子抛光剂，还可以包括水余量。

进一步的，所述水为去离子水。可以避免其它离子的干扰。

进一步的，所述等离子抛光剂可制成等离子抛光粉或等离子抛光液。

一种等离子抛光剂的制备方法包括：

S1：按重量计算准备原料，包括：硫酸钾0.1～3％，硫酸铵0.01～1％，元明粉0.01～1％，葡萄糖0.01～1％，水余量；

S2：将S1中的粉料在常温下混匀，将水加热，再将混合粉料加入水中溶解。

优选的，所述S2中将水加热至85℃，再将混合粉料加入水中溶解。

本发明的等离子抛光剂，当制成抛光粉剂产品使用时，需要在使用前先按上述抛光液的制备方法将抛光粉溶于水中制成抛光液，再按照后述抛光液的使用方法进行抛光操作；但因抛光粉与水的反应尚未达到完全的融合反应，故此时先放入小量工件进行抛光，再逐渐加大工件投入量。当抛光液产品使用时，直接将抛光液倒入抛光设备中即可。

本发明的等离子抛光液的使用方法包括：将本发明的等离子抛光液温度加热至85～95℃，开启水泵，将待抛光件放入抛光液中，抛光电压为280～320V，抛光时间可调节为300～500秒。

优选的，所述的等离子抛光液的使用方法，加热温度为85℃，抛光电压为280V，抛光时间为400秒。

本发明的等离子抛光剂适用于不锈钢304/316、钴锘、维他灵等金属。

本发明的有益效果：

相对于现有技术，本发明的等离子抛光剂可以有效地去除工件在铸造或金属打印后的披锋，能去除至少30％。本发明的等离子抛光剂在与金属表面开始反应20秒之后就有去披锋的效果出现，继续反应部分工件可达到镜面效果。

2)PH值为7～7.5，接近中性，有效加强环保问题。PH值在7～7.5之间，对环境及污水处理都达到环保功效。因在抛光过程中，会残留部分金属残渣在机槽中，最终在废水处理环节中，若PH值是碱性，可在体型结构的高分子作用下，通过聚集和网捕作用显著，提高沉淀速度去除率，在碱性环境下，可以更好地凝聚沉淀作用。

3)在实体测试中，本发明的抛光剂可连续使用14天，比现有的抛光剂的耐用时间增加了30％左右。且本发明的抛光剂在使用一段时间后，补加少量的元明粉还可以提升耐用性时间。对客户抛光成本亦会减少，因排污数量相对减少，亦都对环保产生某程度上的帮助。

4)现有的抛光工艺只能把工件达到清洁及部分位置光泽度的效果，基本上工件表面会附带着一层薄薄的氧化层，令到工件光泽度不足，不能全面照顾到加工行业前期抛光打磨工艺，需要二次加工，而本发明的抛光剂对工件进行抛光处理，可以一步到位，不需要二次加工。

具体实施方式

以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

本申请实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。本申请实施例中所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购等途径获得的常规产品。

一种等离子抛光剂，按质量占比计，所述等离子抛光粉的组分包括：硫酸钾0.1～3％，硫酸铵0.01～1％，元明粉0.01～1％，葡萄糖0.01～1％。

在一些实施例中，所述等离子抛光剂的组分中，硫酸钾：硫酸铵：元明粉：葡萄糖的重量比值为2：1：1：1。

优选的，所述等离子抛光剂的组成包括：硫酸钾0.3％，硫酸铵0.2％，元明粉0.3％，葡萄糖0.2％。

在一些实施例中，本发明的等离子抛光剂可制成等离子抛光粉或等离子抛光液。

在一些实施例中，所述等离子抛光剂与余量的水制成等离子抛光液，即所述等离子抛光液包括硫酸钾0.1～3％，硫酸铵0.01～1％，元明粉0.01～1％，葡萄糖0.01～1％，水余量。

在一些实施例中，所述水为去离子水，可以避免其他离子的干扰。

本发明的等离子抛光剂中，元明粉和硫酸钠粉在化学式是一样的，只是提炼工艺不同。元明粉是白色，无臭，有苦味的结晶粉末，在抛光过程中，用硫酸钠粉产生电弧有不稳定及变化幅度过大的问题，用元明粉幅度相对比较稳定，因为元明粉在这时候有稳定镀液的pH值和缓冲剂之作用。

元明粉能增加溶液的导电性。在抛光过程中，若水中的H⁺和OH^-两种离子浓度小，电解的速度就慢，当溶液中增加H⁺和OH^-时，就可以直接参与反应，增加反应速度。元明粉遇到电流时，会使H⁺和OH^-增多，使水中的H⁺和OH^-更多地参加反应，这可帮助工件上导电性稳定及出现工件光泽和平均的效果。

本发明的等离子抛光剂中，硫酸铵可引起金属分子结构的改善，从而被氧化形成新的分子，再通过电流去除作用，达到抛光目的。硫酸铵也可增加抛光液的导电性。经过多次测试发现：只添加硫酸铵通常会出现电流不稳定及电压过大的问题，若增加元明粉及葡萄糖不但可以帮助稳定电流、电压，还有更好的去除金属披锋的作用。

本发明的等离子抛光剂中，硫酸钾在抛光过程中作为导电盐和助剂。

本发明的等离子抛光剂中，葡萄糖在抛光过程中作为稳定剂，起到稳定电压及电流的作用。经过反复的实践验证，发现不添加葡萄糖时候，在经过一段抛光时间后，电压及电流会出现不稳定的状况，这可能是因为水中的电弧分量减少或活跃程度有改变。而添加了葡萄糖的抛光剂在无葡萄糖的抛光剂出现电压及电流不稳定后的很长一段时间内，电压及电流依然保持稳定。

本发明的等离子抛光剂的制备方法，包括：

S2：将S1中的粉料在常温下混匀，将水加热(优选85℃)，再将混合粉料加入水中溶解。

在一些实施例中，本发明的等离子抛光剂，当制成抛光粉剂产品使用时，需要在使用前先按上述抛光液的制备方法将抛光粉溶于水中制成抛光液，再按照后述抛光液的使用方法进行抛光操作；但因抛光粉与水的反应尚未达到完全的融合反应，故此时先放入小量工件进行抛光，再逐渐加大工件投入量。当抛光液产品使用时，直接将抛光液倒入抛光设备中即可。

具体的，将本发明的等离子抛光剂加入等离子抛光机的机槽中，温度加热至85℃，再将工件挂到直挂挂架上并挂入机槽直挂臂上，抛光电压为280V，抛光时间调为400秒，达到抛光时间后取出工件，完成整个抛光过程。

在一些实施例中，所述抛光温度包括但不限于86℃、87℃、88.5℃、89℃等；所述抛光电压包括但不限于320V、300V、315V、302V、290V等；所述抛光时间包括但不限于300秒、340秒、450秒、500秒等。

本发明的等离子抛光液的使用方法中，温度过高或过低都会改变抛光液中的电弧稳定性。电压是根据本发明的抛光剂的组分设置的，若太高，损耗性会过大，若太低，效果不明显。抛光时间可以按照每件工件粗抛效果而定立的；也可以根据工件大小、厚度及形状作出不同的调整。具体例如：其他条件不变，药粉量增加，抛光时间可减少；其他条件不变，工件尺寸越大或工件量越大，抛光时间越长；温度提升或下降，会改变电弧产生的数量及时间，相应的抛光时间也将减少或增加。

本发明的抛光液的使用方法中，开始抛光操作后，水泵需要全程开启，以维持抛光过程中的电弧稳定及电流量平均，这样可使工件的抛光均匀，以达到最佳抛光效果。

现在技术方案中利用硫酸盐在钴锘金属上不能使光泽度均匀，因利用柠檬酸作为抛光亮之添加剂，在钴锘金属上会产生电弧，同时会令到工件变黄及光泽不平均，本发明改用元明粉及葡萄糖联用，不但可以把以上问题得以解决，更可以将金属部分披锋去除。

实施例一本发明的等离子抛光液及其制备方法

本实施例的等离子抛光液，按质量占比计算，组分包括：硫酸钾0.3％，硫酸铵0.2％，元明粉0.3％，葡萄糖0.2％，去离子水余量；

本实施例的等离子抛光液的制备方法：

S1：按上述配比准备原料；

S2：将S1中的粉料在常温下混匀，将水加热至85℃，再将混合粉料加入水中溶解。

实施例二本发明的等离子抛光液及其制备方法

本实施例的等离子抛光液，按质量占比计算，组分包括：硫酸钾0.1％，硫酸铵0.05％，元明粉0.05％，葡萄糖0.05％，去离子水余量；

本实施例的等离子抛光液的制备方法同实施例一。

实施例三本发明的等离子抛光液及其制备方法

本实施例的等离子抛光液，按质量占比计算，组分包括：硫酸钾2.5％，硫酸铵1％，元明粉1％，葡萄糖1％，去离子水余量；

本实施例的等离子抛光液的制备方法同实施例一。

实施例四本发明的等离子抛光液及其制备方法

本实施例的等离子抛光液，按质量占比计算，组分包括：硫酸钾3％，硫酸铵0.8％，元明粉0.2％，葡萄糖0.7％，去离子水余量；

本实施例的等离子抛光液的制备方法同实施例一。

实施例五本发明的等离子抛光液及其制备方法

本实施例的等离子抛光液，按质量占比计算，组分包括：硫酸钾0.2％，硫酸铵0.01％，元明粉0.8％，葡萄糖0.2％，去离子水余量；

本实施例的等离子抛光液的制备方法同实施例一。

实施例六本发明的等离子抛光液及其制备方法

本实施例的等离子抛光液，按质量占比计算，组分包括：硫酸钾1％，硫酸铵0.2％，元明粉0.01％，葡萄糖0.2％，去离子水余量；

本实施例的等离子抛光液的制备方法同实施例一。

对比例一现有的等离子抛光液及其制备方法

本对比例的等离子抛光液,按重量份计,其制备原料包含:硫酸盐7份、一水柠檬酸1份、水210份。

所述硫酸盐为硫酸钾和硫酸铵,且硫酸钾和硫酸铵的重量比为1:2.5。

本对比例的抛光液的制备方法,将硫酸盐与有机酸于室温下机械共混均匀,再置于水中搅拌溶解,即得抛光液。

实体测试(1)：

用实施例一至六和对比例一的抛光液分别对同一批次的钴锘工件进行抛光，抛光操作为：将各等离子抛光液加入等离子抛光机得机槽中，温度加热至85℃，开启水泵，再将工件挂到直挂挂架上并挂入机槽直挂臂上，抛光电压为280V，抛光时间可调节为400秒，达到抛光时间后取出工件，完成整个抛光过程。

将用上述实施例一至六、对比例一的抛光剂进行抛光处理的钴锘工件进行对比，对比方式为目测和触摸，对比结果如下：

表1：抛光处理的钴锘工件的对比信息表

实体测试(2)：

用实施例一至六和对比例一的抛光液连续对工件进行抛光，每日抛光处理的工件量相同、批次相同，连续观察20天。发现实施例一至六的抛光液在连续使用14天后，抛光效果还一直稳定，仍能使被抛光工件的光泽及光滑度提升20％以上，比对比例一的抛光剂足足耐用时间增加了至少30％。在20天后，补加元明粉，其抛光效果有回升，仍可继续使用。

现有抛光剂同对比例一的抛光剂一样，多利用柠檬酸作为光亮剂，柠檬酸的维持性及持久性偏低，到一定时间后工件便产生不到光亮之效果增加更换抛光剂的频率则会增加生产成本。本发明的抛光剂本身耐用性好，可以使用更长的实践，且在抛光效果有所降低时，补加元明粉，还可以继续使用，对客户抛光成本亦会减少，因排污数量相对减少，对环境也会有所帮助。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种等离子抛光剂，其特征在于，所述等离子抛光剂组分按质量份包括：硫酸钾0.1～3％，硫酸铵0.01～1％，元明粉0.01～1％，葡萄糖0.01～1％。

2.根据权利要求1所述的等离子抛光剂，其特征在于，所述等离子抛光剂的组分中，硫酸钾：硫酸铵：元明粉：葡萄糖的重量比值为2：1：1：1。

3.根据权利要求2所述的等离子抛光剂，其特征在于，所述所述等离子抛光粉的组分包括：硫酸钾0.3％，硫酸铵0.2％，元明粉0.3％，葡萄糖0.2％。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的等离子抛光剂，其特征在于，所述等离子抛光剂的组分还包括余量的水。

5.根据权利要求4所述的等离子抛光剂，其特征在于，所述水为去离子水。

6.一种等离子抛光剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

S1：按重量计算准备原料，包括：硫酸钾0.1～3％，硫酸铵0.01～1％，元明粉0.01～1％，葡萄糖0.01～1％，去离子水余量；

S2：将S1中的粉料在常温下混匀，将去离子水加热，再将混合粉料加入水中溶解，得到抛光液。

7.根据权利要求6所述的等离子抛光剂的制备方法，其特征在于，所述S2中去离子水的加热温度为85℃。

8.权利要求1至5任意一项所述的等离子抛光剂或者权利要求6或7所述的等离子抛光剂的制备方法所制得的等离子抛光剂的使用方法，其特征在于，所述等离子抛光剂的使用方法，步骤包括：

S1：将余量去离子水加热至85℃，将权利要求1至5任意一项所述的等离子抛光剂粉料混匀，并溶于所述热水中，得到抛光液；

S2：将S1中得到的抛光液或者权利要求6或7所述的等离子抛光剂的制备方法所制得的等离子抛光液加热至85～90℃，将待抛光件放入抛光液中，设置抛光电压为280～320V，抛光300～500秒即可。

9.根据权利要求8所述的等离子抛光剂的使用方法，其特征在于，所述使用方法的操作参数为：温度加热至85℃，抛光电压为280V，抛光时间为400秒。

10.权利要求8至9任意一项所述的等离子抛光剂的使用方法，其特征在于，所述S2中的待抛光件包括不锈钢304工件、不锈钢316工件、钴锘金属工件或维他灵金属工件。