表面活性劑廣泛應(yīng)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(gè)領(lǐng)域。在金屬表面處理方面也有一定的應(yīng)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(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)方面的特點(diǎn),把它應(yīng)用于對小件硬質(zhì)金屬或合金的精細(xì)拋光技術(shù)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(shù),在常規(guī)機(jī)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(jié)或不燒結(jié)的氧化鋁、鐵丹粉等,目前有關(guān)化學(xué)拋光劑及電化學(xué)拋光劑也有報(bào)道,但是對于應(yīng)用于半導(dǎo)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(zhì)合金)制件,要求使之精拋光達(dá)到較低的粗糙度,使用以上拋光技術(shù)是很難達(dá)到要求的。為此我們研制出一種可使鎢及多種硬質(zhì)合金制件的精飾的液體拋光劑。并且在實(shí)際應(yīng)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(gè)多組份混合物。

    拋光劑理化性質(zhì)

    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(zhì)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(shí)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(jié)構(gòu)看,它有一個(gè)酰胺鍵,應(yīng)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(yīng)有較強(qiáng)的親合力,R-基是一個(gè)較長烴基,通過鏈的長短可以調(diào)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(xué)穩(wěn)定性好,表面活性強(qiáng)。對n值的大小應(yīng)用選擇,當(dāng)n值達(dá)到一定數(shù)值時(shí)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(gè):一是可以調(diào)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(zhì)主要用于保護(hù)金屬表面,防止在存放及應(yīng)用過程中的銹蝕。

    拋光機(jī)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(jī)理加以討論,至于其它多種硬質(zhì)合金制件的精拋光機(jī)理與此基本相同。其具體操作條件為:在一六角形滾筒中(轉(zhuǎn)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(jìn)行拋光。在此之前的一道工藝是在600#金鋼砂及水中滾動(dòng)拋光。

    我們分析認(rèn)為,金屬鎢柱在金鋼砂中滾動(dòng)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(jìn)行初步的磨光作用,事實(shí)上經(jīng)金鋼砂粗磨的金屬鎢柱還未達(dá)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(dá)到了極低的粗糙度。其拋光機(jī)理應(yīng)該是這一定數(shù)量的金屬鎢柱在轉(zhuǎn)動(dòng)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(jié)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(hù)膜來緩沖由于滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng),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(hù)膜不是一成不變的,而是在運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)平衡,粘性液體與金屬鎢柱表面之間的滑動(dòng)而產(chǎn)生的滑動(dòng)摩擦,這種摩擦更均勻,更細(xì)致,因此可以達(dá)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(zhì)合金制件有較大的親合力及潤濕性能。同時(shí)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(shí)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(dǎo)體公司使用多年,取得較好的效益。

    表面活性劑的遠(yuǎn)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(dāng)于轉(zhuǎn)入分子內(nèi)部。從而降低表面張力。由于兩相都將其看作本相的一個(gè)組分，就相當(dāng)于兩個(gè)相與表面活性劑分子都沒有形成界面，就相當(dāng)于通過這種方式部分的消滅了兩個(gè)相的界面，就降低了表面張力和表面自由能。

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