表面活性劑廣泛應用于紡織、制藥、化妝品、食品、造船、建筑、采礦、石油化工以及民用洗滌等各個領域。在金屬表面處理方面也有一定的應用。我們根據(jù)表面活性劑尤其是一些非離子型表面活性劑的結構及理化性質方面的特點,把它應用于對小件硬質金屬或合金的精細拋光技術上,并取得了較明顯的效果。在金屬制件的精加工過程中,拋光是一種常用的技術,在常規(guī)機械法拋光中,無論使用拋光棒、拋光膏還是拋光液一般都含有磨料成分,如硅藻土、燒結或不燒結的氧化鋁、鐵丹粉等,目前有關化學拋光劑及電化學拋光劑也有報道,但是對于應用于半導體器件中的鎢錳( 1×1.5mm),以及在電子、輕工、紡織等行業(yè)中所使用的各種較小的金屬(尤其是硬質合金)制件,要求使之精拋光達到較低的粗糙度,使用以上拋光技術是很難達到要求的。為此我們研制出一種可使鎢及多種硬質合金制件的精飾的液體拋光劑。并且在實際應用中得到較好的效易。

    1、拋光劑的配方

    溶液的組份

    將以上各組份按固定比例互溶即為一個多組份混合物。

    拋光劑理化性質

    拋光劑是淡黃色粘稠液體,粘度:44.5s/25℃(涂4杯),pH值:9,密度:1.01g/cm3(20℃)。水溶性良好,對不同的水質均有較好的穩(wěn)定性,且無沉淀生成。對水有明顯的增稠作用,用大量水稀釋時呈現(xiàn)輕微的乳化現(xiàn)象。無腐蝕性,在酸堿條件下較穩(wěn)定。

    各組份的作用

    RCON(R′OH)2:該脂肪醇酰胺類化合物為一種非離子型表面活性劑,它溶于水,對水有明顯的增稠效果,并有極好的泡沫穩(wěn)定作用。從其分子結構看,它有一個酰胺鍵,應該有較大的極性,加之分子中存在著醇羧基,因此它與金屬材料應有較強的親合力,R-基是一個較長烴基,通過鏈的長短可以調節(jié)其水溶性的大小,它決定著用水稀釋的倍數(shù)。R(OCH2CH2)nOH:該烷基酚聚氧乙烯醚類化合物,為另一類非離子型表面活性劑。它化學穩(wěn)定性好,表面活性強。對n值的大小應用選擇,當n值達到一定數(shù)值時是水溶性的,有較好的凈洗能力,與離子型表面活性劑相比,它對酸堿及硬水的穩(wěn)定性更好些。ROH:在配料中我們加入了一定量的仲醇類化合物。其目的有兩個:一是可以調節(jié)溶液的粘度,二是它有一定的消泡作用,可以防止在拋光過程中產(chǎn)生過多的泡沫。防銹劑和緩蝕劑:少量加入這兩種物質主要用于保護金屬表面,防止在存放及應用過程中的銹蝕。

    拋光機理的探討

    這里僅就該液體拋光劑對金屬鎢柱的精拋光過程的機理加以討論,至于其它多種硬質合金制件的精拋光機理與此基本相同。其具體操作條件為:在一六角形滾筒中(轉速為55г/min)裝入一定數(shù)量的小金屬鎢柱( 1×1.5mm),加入該拋光劑500ml,再加入水6000ml,在滾筒中進行拋光。在此之前的一道工藝是在600#金鋼砂及水中滾動拋光。

    我們分析認為,金屬鎢柱在金鋼砂中滾動磨光屬于粗磨光。在此條件下,金屬鎢柱體的邊角毛刺及精糙之表面只能進行初步的磨光作用,事實上經(jīng)金鋼砂粗磨的金屬鎢柱還未達到拋光效果,其表層發(fā)暗呈黑灰色,這是由于在磨光過程中在其表面上留下的磨痕。使用該液體拋光劑屬于對金屬制作的精加工作業(yè)的最后一道工序,使拋光達到了極低的粗糙度。其拋光機理應該是這一定數(shù)量的金屬鎢柱在轉動的滾筒中相互間的摩擦,及拋光液的粘稠液體對固定表面的粘滯磨擦后的雙重結果。因此在拋光作業(yè)中,拋光劑起著兩種作用,一是靠它對金屬鎢柱的較大親合力而在表面形成一層保護膜來緩沖由于滾筒的轉動,金屬鎢柱相到間的撞擊摩擦,使之不再產(chǎn)生大的擦痕。另一方面起粘滯作用。即金屬鎢柱作表面的保護膜不是一成不變的,而是在運動中的動平衡,粘性液體與金屬鎢柱表面之間的滑動而產(chǎn)生的滑動摩擦,這種摩擦更均勻,更細致,因此可以達到較低的粗糙度。

    以非離子型表面活性劑為主要成份的新型液體拋光劑,由于其中的分子具有對金屬鎢及其它多種硬質合金制件有較大的親合力及潤濕性能。同時又具備一定的洗凈及防銹效果,因此可以廣泛用于各種金屬制件的精拋光。實踐表明經(jīng)該劑拋光后的金屬鎢柱表面光亮均勻,引線焊線全部合格,已經(jīng)天津某半導體公司使用多年,取得較好的效益。

    表面活性劑的遠離：通過分子中不同部分分別對于兩相的親和，使兩相均將其看作本相的成分，分子排列在兩相之間，使兩相的表面相當于轉入分子內部。從而降低表面張力。由于兩相都將其看作本相的一個組分，就相當于兩個相與表面活性劑分子都沒有形成界面，就相當于通過這種方式部分的消滅了兩個相的界面，就降低了表面張力和表面自由能。

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