塑性软金属材料专用抛光液及其制备方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201310263975.9	申请日：	2013.06.27
公开号：	CN103333617A	公开日：	2013.10.02
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):C09G 1/02申请日:20130627\|\|\|公开
IPC分类号：	C09G1/02; C23F3/00	主分类号：	C09G1/02
申请人：	北京工业大学
发明人：	关佳亮; 张孝辉; 马新强; 王志伟; 朱莉莉
地址：	100124 北京市朝阳区平乐园100号
优先权：
专利代理机构：	北京思海天达知识产权代理有限公司 11203	代理人：	张慧
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内容摘要

塑性软金属材料专用抛光液及其制备方法，属于抛光液技术领域。抛光液是通过磨料、溶剂和添加剂按一定的体积比：2％的光亮剂、3％的金刚石微粉、15％的添加剂、80％的煤油配制而成；金刚石微粉加到熔化的猪油或凡士林中，搅拌均匀；然后加入煤油，冷至室温备用；将硬脂酸颗粒（C17H35COOH）、植物油、锭子油加入到干净的容器中，搅拌均匀，再加入光亮剂，将上述溶液混合搅拌均匀即可。该抛光液加工后的铌合金工件表面质量均匀，无抛光纹路，可达镜面抛光效果。同时，该抛光液还可以在加工过程中起到冷却、润滑，吸附和清洗的作用，也可以用于类似塑性软金属材质的镜面抛光加工，操作简单，效率高，成本低，无污染。

权利要求书

1.   塑性软金属材料专用抛光液，其特征在于：磨料主要以粒径为0.25～0.5μm的金刚石微粉，溶剂为煤油，添加剂为混合脂和工业猪油或凡士林，抛光液是通过磨料、溶剂和添加剂按一定的体积比：2％的光亮剂、3％的磨料、15％的添加剂、80％的煤油配制而成，
根据使用的环境温度不同来控制添加剂的各成分体积百分比：
①当使用的环境温度为5～15℃时，添加剂是由体积百分比为30％猪油、30％硬脂酸颗粒（C₁₇H₃₅COOH）、20％植物油、20％锭子油组成；
②当使用的环境温度为15～25℃时，添加剂是由体积百分比为25％猪油、20％硬脂酸颗粒（C₁₇H₃₅COOH）、30％植物油、25％锭子油组成；
③当使用的环境温度为25～35℃时，添加剂是由体积百分比为25％凡士林、25％硬脂酸颗粒（C₁₇H₃₅COOH）、30％植物油、20％锭子油组成。

2.   制备权利要求1所述的塑性软金属材料专用抛光液，其特征在于：包括以下步骤：
①将粒径为0.25～0.5μm的金刚石微粉加到熔化的猪油或凡士林中，搅拌均匀；
②在①中加入煤油，搅拌混合均匀，冷却至室温备用；
③将硬脂酸颗粒（C17H35COOH）、植物油、锭子油按照在不同环境温度下的体积比，加入到干净的容器中，搅拌均匀，再加入光亮剂搅拌均匀，密封储存；
④将上述②和③得到的溶液混合搅拌均匀即可。

3.   权利要求1所述的塑性软金属材料专用抛光液专用于铌及铌合金。

说明书

塑性软金属材料专用抛光液及其制备方法
技术领域
本发明属于抛光液技术领域，主要用于塑性软金属材料铌及其合金的超精密抛光，也适用于其他类似塑性软金属材质的超精密抛光，该抛光液优点在于能够有效提高加工表面质量和加工效率，同时还可以在加工过程中起到冷却、润滑，吸附和清洗的作用，适用于航空航天制造工程及机械制造等行业。
背景技术
铌及铌合金因具有强度高、塑性好、抗腐蚀性能等优异特点，成为继钢、镁、铝之后的新型金属，被广泛应用在航空航天、石油化工、医疗等领域，它的加工方式和加工精度也日益受到重视。在它的精密抛光中，通常采用化学或电化学的加工方式，所用的抛光液为酸性溶液，不容易加工出均匀的表面质量。在化学机械抛光中，必须采用性能很好的化学机械抛光液才能达到预期的抛光效果，而通常这种抛光液的价格昂贵。传统的抛光液一般又不含有磨料，磨料一般嵌在比工件更软的研磨工具里，研磨时，从研磨工具露出的磨料容易和抛光液混合不均匀，加工出的表面易产生纹路，表面精度低。
发明内容
本发明的目的在于针对现有的普通抛光液对铌及铌合金抛光后，加工表面容易产生缺陷，有抛光纹路，难以达到镜面抛光效果等问题，而提供一种容易抛光，不产生抛光纹路，可以得到镜面抛光效果的铌及铌合金专用抛光液。使用时，只需将配置好的专用抛光液添加在抛光垫上，放置工件进行加工即可，操作简单，效率高，成本低，无污染。
本发明的塑性软金属材料专用抛光液，其特征在于：磨料主要以粒径为0.25～0.5μm的金刚石微粉为磨料，溶剂为煤油，添加剂为混合脂和工业猪油或凡士林，抛光液是通过磨料、溶剂和添加剂按一定的体积比：2％的光亮剂、3％的磨料、15％的添加剂、80％的煤油配制而成，在精密超精密抛光过成中起到润滑、冷却、吸附、清洗和工件表面成膜的作用，以获得最佳的抛光效果。
根据使用的环境温度不同来控制添加剂的各成分体积百分比：
①当使用的环境温度为5～15℃时，添加剂是由体积百分比为30％猪油、30％硬脂酸颗粒（C₁₇H₃₅COOH）、20％植物油、20％锭子油组成；
②当使用的环境温度为15～25℃时，添加剂是由体积百分比为25％猪油、20％硬脂酸颗粒（C₁₇H₃₅COOH）、30％植物油、25％锭子油组成；
③当使用的环境温度为25～35℃时，添加剂是由体积百分比为25％凡士林、25％硬脂酸颗粒（C₁₇H₃₅COOH）、30％植物油、20％锭子油组成。
上述的铌及铌合金专用抛光液的制备方法，具体步骤如下：
①将粒径为0.25～0.5μm的金刚石微粉加到熔化的猪油或凡士林中，搅拌均匀。
②在①中加入煤油，搅拌混合均匀，冷却至室温备用。
③将硬脂酸颗粒（C17H35COOH）、植物油、锭子油按照在不同环境温度下的体积比，加入到干净的容器中，搅拌均匀，再加入光亮剂搅拌均匀，密封储存。
④将上述②和③得到的溶液混合搅拌均匀即可。
本发明的专用抛光液还具有以下特点：该抛光液加工后的铌合金工件表面质量均匀，无抛光纹路，可达镜面抛光效果。同时，该抛光液还可以在加工过程中起到冷却、润滑，吸附和清洗的作用，也可以用于类似塑性软金属材质的镜面抛光加工，操作简单。与传统的抛光液不同，属于含有磨料的液态抛光混合剂，抛光时不用另加磨料；配置存储好的抛光液可以直接使用，效率高、成本低、无污染；添加光亮剂可以有效提高加工表面的光洁度；工件容易抛光，无抛光纹路，加工表面质量好。
附图说明
图1为实施例1抛光后所加工效果的EMS图；
图2为实施例1抛光后粗糙度测量结果图；
图3为实施例2抛光后所加工效果的EMS图；
图4为实施例2抛光后粗糙度测量结果图；
图5为对比例抛光后粗糙度测量结果图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实例来验证专用抛光液的抛光效果，并与传统的抛光液进行对比实验突出本发明的优越性。
实施例1
⑴实施条件
实验设备：BDE‑1B变频调速光学二轴研磨抛光机，北京时代表面粗糙度测量仪TR300，图像采集显微镜+松下WV‑CP460；
研抛条件：环境温度10℃，专用抛光液，铌及铌合金工件，专用丝绸抛光垫；
研抛参数为：研抛盘转速60～150r/min，研抛压力0.2～0.6N/cm²，研抛偏心距30～40mm，频率13‑16Hz，抛光时间20～30min。
⑵专用抛光液的配制
按体积比为：抛光液是通过磨料、溶剂和添加剂按一定的体积比：2％的光亮剂、3％的磨料、15％的添加剂、80％的煤油配制而成，添加剂是由体积百分比为30％猪油、30％硬脂酸颗粒（C₁₇H₃₅COOH）、20％植物油、20％锭子油组成；
专用抛光液的制备方法，具体步骤如下：
①将粒径为0.25～0.5μm的金刚石微粉按3:4的体积比加到熔化的猪油中，搅拌均匀。
②在①中加入80％的煤油，搅拌混合均匀，冷却至室温备用。
③将30％的猪油、30％的硬脂酸颗粒（C₁₇H₃₅COOH）、20％的植物油、20％的锭子油加入到干净的容器中，搅拌均匀，再加入2％光亮剂搅拌均匀，密封储存。
④将上述②和③得到的溶液混合搅拌均匀，得到铌及其合金专用抛光液。本实例抛光后可得到粗糙度Ra为0.029μm的加工表面，加工效果和粗糙度测量结果分别如附图1和图2所示。
实施例2
⑴实施条件
实验设备：BDE‑1B变频调速光学二轴研磨抛光机，北京时代表面粗糙度测量仪TR300，图像采集显微镜+松下WV‑CP460；
研抛条件：环境温度20℃，专用抛光液，铌及铌合金工件，专用丝绸抛光垫；
研抛参数为：研抛盘转速60～150r/min，研抛压力0.2～0.6N/cm²，研抛偏心距30～40mm，频率13‑16Hz，抛光时间20～30min。
⑵专用抛光液的配制
抛光液是通过磨料、溶剂和添加剂按一定的体积比：2％的光亮剂、3％的磨料、15％的添加剂、80％的煤油配制而成，添加剂是由体积百分比为25％猪油、20％硬脂酸颗粒（C₁₇H₃₅COOH）、30％植物油、25％锭子油组成；
专用抛光液的制备方法，具体步骤如下：
①将粒径为0.25～0.5μm的金刚石微粉按3:4的体积比加到熔化的猪油中，搅拌均匀。
②在①中加入80％的煤油，搅拌混合均匀，冷却至室温备用。
③将25％的猪油、20％的硬脂酸颗粒（C₁₇H₃₅COOH）、30％的植物油、25％的锭子油加入到干净的容器中，搅拌均匀，再加入2％光亮剂搅拌均匀，密封储存。
④将上述②和③得到的溶液混合搅拌均匀，得到专用抛光液。本实例抛光后可得到粗糙度Ra为0.026μm的加工表面，加工效果和粗糙度测量结果分别如附图3和图4所示。
对比例
⑴实施条件
实验设备：BDE‑1B变频调速光学二轴研磨抛光机，北京时代表面粗糙度测量仪TR300，图像采集显微镜+松下WV‑CP460；
研抛条件：环境温度25℃，专用抛光液，铌及铌合金工件，专用丝绸抛光垫；
研抛参数为：研抛盘转速60～150r/min，研抛压力0.2～0.6N/cm²，研抛偏心距30～40mm，频率13‑16Hz，抛光时间20～30min。
⑵常用抛光液的配制
研磨液的配制比为：粒度为0.5μm～1μm的Al₂O₃磨料与工业猪油均匀搅拌混合后，按体积比加入80％的煤油，再加入少量机床润滑油和少量的植物油。
配制方法：
①Al₂O₃磨料（磨粒直径0.5μm～1μm）按3:4的体积比加到熔化的猪油中，搅拌均匀。
②按体积比加入80％的煤油到上述混合溶液中搅拌至全部溶解。
③将一定量的植物油和机床润滑油倒入干净的容器中搅拌至均匀
④将②和③得到的溶液混合搅拌均匀，降温至室温。
⑶专用抛光液的配制如实例2
抛光效果对比结果见表1所示。
表1研抛效果对比

资源描述

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1、(10)申请公布号 CN 103333617 A(43)申请公布日 2013.10.02CN103333617A*CN103333617A*(21)申请号 201310263975.9(22)申请日 2013.06.27C09G 1/02(2006.01)C23F 3/00(2006.01)(71)申请人北京工业大学地址 100124 北京市朝阳区平乐园100号(72)发明人关佳亮张孝辉马新强王志伟朱莉莉(74)专利代理机构北京思海天达知识产权代理有限公司 11203代理人张慧(54) 发明名称塑性软金属材料专用抛光液及其制备方法(57) 摘要塑性软金属材料专用抛光液及其制备方法，属于抛。

2、光液技术领域。抛光液是通过磨料、溶剂和添加剂按一定的体积比：2的光亮剂、3的金刚石微粉、15的添加剂、80的煤油配制而成；金刚石微粉加到熔化的猪油或凡士林中，搅拌均匀；然后加入煤油，冷至室温备用；将硬脂酸颗粒（C1 7H35COOH）、植物油、锭子油加入到干净的容器中，搅拌均匀，再加入光亮剂，将上述溶液混合搅拌均匀即可。该抛光液加工后的铌合金工件表面质量均匀，无抛光纹路，可达镜面抛光效果。同时，该抛光液还可以在加工过程中起到冷却、润滑，吸附和清洗的作用，也可以用于类似塑性软金属材质的镜面抛光加工，操作简单，效率高，成本低，无污染。(51)Int.Cl.权利要求书1页说明书4页附图2页(19。

3、)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图2页(10)申请公布号 CN 103333617 ACN 103333617 A1/1页21.塑性软金属材料专用抛光液，其特征在于：磨料主要以粒径为0.250.5m的金刚石微粉，溶剂为煤油，添加剂为混合脂和工业猪油或凡士林，抛光液是通过磨料、溶剂和添加剂按一定的体积比：2的光亮剂、3的磨料、15的添加剂、80的煤油配制而成，根据使用的环境温度不同来控制添加剂的各成分体积百分比：当使用的环境温度为515时，添加剂是由体积百分比为30猪油、30硬脂酸颗粒（C17H35COOH）、20植物油、20锭子油组成；当使用的环。

4、境温度为1525时，添加剂是由体积百分比为25猪油、20硬脂酸颗粒（C17H35COOH）、30植物油、25锭子油组成；当使用的环境温度为2535时，添加剂是由体积百分比为25凡士林、25硬脂酸颗粒（C17H35COOH）、30植物油、20锭子油组成。2.制备权利要求1所述的塑性软金属材料专用抛光液，其特征在于：包括以下步骤：将粒径为0.250.5m的金刚石微粉加到熔化的猪油或凡士林中，搅拌均匀；在中加入煤油，搅拌混合均匀，冷却至室温备用；将硬脂酸颗粒（C17H35COOH）、植物油、锭子油按照在不同环境温度下的体积比，加入到干净的容器中，搅拌均匀，再加入光亮剂搅拌均匀，密封储存；将上述和得到。

5、的溶液混合搅拌均匀即可。3.权利要求1所述的塑性软金属材料专用抛光液专用于铌及铌合金。权利要求书CN 103333617 A1/4页3塑性软金属材料专用抛光液及其制备方法技术领域0001 本发明属于抛光液技术领域，主要用于塑性软金属材料铌及其合金的超精密抛光，也适用于其他类似塑性软金属材质的超精密抛光，该抛光液优点在于能够有效提高加工表面质量和加工效率，同时还可以在加工过程中起到冷却、润滑，吸附和清洗的作用，适用于航空航天制造工程及机械制造等行业。背景技术0002 铌及铌合金因具有强度高、塑性好、抗腐蚀性能等优异特点，成为继钢、镁、铝之后的新型金属，被广泛应用在航空航天、石油化工、医疗。

6、等领域，它的加工方式和加工精度也日益受到重视。在它的精密抛光中，通常采用化学或电化学的加工方式，所用的抛光液为酸性溶液，不容易加工出均匀的表面质量。在化学机械抛光中，必须采用性能很好的化学机械抛光液才能达到预期的抛光效果，而通常这种抛光液的价格昂贵。传统的抛光液一般又不含有磨料，磨料一般嵌在比工件更软的研磨工具里，研磨时，从研磨工具露出的磨料容易和抛光液混合不均匀，加工出的表面易产生纹路，表面精度低。发明内容0003 本发明的目的在于针对现有的普通抛光液对铌及铌合金抛光后，加工表面容易产生缺陷，有抛光纹路，难以达到镜面抛光效果等问题，而提供一种容易抛光，不产生抛光纹路，可以得到镜面抛光效果的铌。

7、及铌合金专用抛光液。使用时，只需将配置好的专用抛光液添加在抛光垫上，放置工件进行加工即可，操作简单，效率高，成本低，无污染。0004 本发明的塑性软金属材料专用抛光液，其特征在于：磨料主要以粒径为0.250.5m的金刚石微粉为磨料，溶剂为煤油，添加剂为混合脂和工业猪油或凡士林，抛光液是通过磨料、溶剂和添加剂按一定的体积比：2的光亮剂、3的磨料、15的添加剂、80的煤油配制而成，在精密超精密抛光过成中起到润滑、冷却、吸附、清洗和工件表面成膜的作用，以获得最佳的抛光效果。0005 根据使用的环境温度不同来控制添加剂的各成分体积百分比：0006 当使用的环境温度为515时，添加剂是由体积百分比为30。

8、猪油、30硬脂酸颗粒（C17H35COOH）、20植物油、20锭子油组成；0007 当使用的环境温度为1525时，添加剂是由体积百分比为25猪油、20硬脂酸颗粒（C17H35COOH）、30植物油、25锭子油组成；0008 当使用的环境温度为2535时，添加剂是由体积百分比为25凡士林、25硬脂酸颗粒（C17H35COOH）、30植物油、20锭子油组成。0009 上述的铌及铌合金专用抛光液的制备方法，具体步骤如下：0010 将粒径为0.250.5m的金刚石微粉加到熔化的猪油或凡士林中，搅拌均匀。0011 在中加入煤油，搅拌混合均匀，冷却至室温备用。0012 将硬脂酸颗粒（C17H35COOH）。

9、、植物油、锭子油按照在不同环境温度下的体积比，说明书CN 103333617 A2/4页4加入到干净的容器中，搅拌均匀，再加入光亮剂搅拌均匀，密封储存。0013 将上述和得到的溶液混合搅拌均匀即可。0014 本发明的专用抛光液还具有以下特点：该抛光液加工后的铌合金工件表面质量均匀，无抛光纹路，可达镜面抛光效果。同时，该抛光液还可以在加工过程中起到冷却、润滑，吸附和清洗的作用，也可以用于类似塑性软金属材质的镜面抛光加工，操作简单。与传统的抛光液不同，属于含有磨料的液态抛光混合剂，抛光时不用另加磨料；配置存储好的抛光液可以直接使用，效率高、成本低、无污染；添加光亮剂可以有效提高加工表面的光洁度。

10、；工件容易抛光，无抛光纹路，加工表面质量好。附图说明0015 图1为实施例1抛光后所加工效果的EMS图；0016 图2为实施例1抛光后粗糙度测量结果图；0017 图3为实施例2抛光后所加工效果的EMS图；0018 图4为实施例2抛光后粗糙度测量结果图；0019 图5为对比例抛光后粗糙度测量结果图。具体实施方式0020 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实例来验证专用抛光液的抛光效果，并与传统的抛光液进行对比实验突出本发明的优越性。0021 实施例10022 实施条件0023 实验设备：BDE-1B变频调速光学二轴研磨抛光机，北京时代表面粗糙度测量仪TR300，图像采集显微镜。

11、+松下WV-CP460；0024 研抛条件：环境温度10，专用抛光液，铌及铌合金工件，专用丝绸抛光垫；0025 研抛参数为：研抛盘转速60150r/min，研抛压力0.20.6N/cm2，研抛偏心距3040mm，频率13-16Hz，抛光时间2030min。0026 专用抛光液的配制0027 按体积比为：抛光液是通过磨料、溶剂和添加剂按一定的体积比：2的光亮剂、3的磨料、15的添加剂、80的煤油配制而成，添加剂是由体积百分比为30猪油、30硬脂酸颗粒（C17H35COOH）、20植物油、20锭子油组成；0028 专用抛光液的制备方法，具体步骤如下：0029 将粒径为0.250.5m的金刚石微粉按。

12、3:4的体积比加到熔化的猪油中，搅拌均匀。0030 在中加入80的煤油，搅拌混合均匀，冷却至室温备用。0031 将30的猪油、30的硬脂酸颗粒（C17H35COOH）、20的植物油、20的锭子油加入到干净的容器中，搅拌均匀，再加入2光亮剂搅拌均匀，密封储存。0032 将上述和得到的溶液混合搅拌均匀，得到铌及其合金专用抛光液。本实例抛光后可得到粗糙度Ra为0.029m的加工表面，加工效果和粗糙度测量结果分别如附图1和图2所示。说明书CN 103333617 A3/4页50033 实施例20034 实施条件0035 实验设备：BDE-1B变频调速光学二轴研磨抛光机，北京时代表面粗糙度测量仪TR。

13、300，图像采集显微镜+松下WV-CP460；0036 研抛条件：环境温度20，专用抛光液，铌及铌合金工件，专用丝绸抛光垫；0037 研抛参数为：研抛盘转速60150r/min，研抛压力0.20.6N/cm2，研抛偏心距3040mm，频率13-16Hz，抛光时间2030min。0038 专用抛光液的配制0039 抛光液是通过磨料、溶剂和添加剂按一定的体积比：2的光亮剂、3的磨料、15的添加剂、80的煤油配制而成，添加剂是由体积百分比为25猪油、20硬脂酸颗粒（C17H35COOH）、30植物油、25锭子油组成；0040 专用抛光液的制备方法，具体步骤如下：0041 将粒径为0.250.5m的金。

14、刚石微粉按3:4的体积比加到熔化的猪油中，搅拌均匀。0042 在中加入80的煤油，搅拌混合均匀，冷却至室温备用。0043 将25的猪油、20的硬脂酸颗粒（C17H35COOH）、30的植物油、25的锭子油加入到干净的容器中，搅拌均匀，再加入2光亮剂搅拌均匀，密封储存。0044 将上述和得到的溶液混合搅拌均匀，得到专用抛光液。本实例抛光后可得到粗糙度Ra为0.026m的加工表面，加工效果和粗糙度测量结果分别如附图3和图4所示。0045 对比例0046 实施条件0047 实验设备：BDE-1B变频调速光学二轴研磨抛光机，北京时代表面粗糙度测量仪TR300，图像采集显微镜+松下WV-CP460；00。

15、48 研抛条件：环境温度25，专用抛光液，铌及铌合金工件，专用丝绸抛光垫；0049 研抛参数为：研抛盘转速60150r/min，研抛压力0.20.6N/cm2，研抛偏心距3040mm，频率13-16Hz，抛光时间2030min。0050 常用抛光液的配制0051 研磨液的配制比为：粒度为0.5m1m的Al2O3磨料与工业猪油均匀搅拌混合后，按体积比加入80的煤油，再加入少量机床润滑油和少量的植物油。0052 配制方法：0053 Al2O3磨料（磨粒直径0.5m1m）按3:4的体积比加到熔化的猪油中，搅拌均匀。0054 按体积比加入80的煤油到上述混合溶液中搅拌至全部溶解。0055 将一定量的植物油和机床润滑油倒入干净的容器中搅拌至均匀0056 将和得到的溶液混合搅拌均匀，降温至室温。0057 专用抛光液的配制如实例20058 抛光效果对比结果见表1所示。0059 表1研抛效果对比说明书CN 103333617 A4/4页60060 说明书CN 103333617 A1/2页7图1图2说明书附图CN 103333617 A2/2页8图3图4图5说明书附图CN 103333617 A。

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