[發明專利]用于鉛化學機械拋光的粗拋拋光液及抗氧化工藝

有效

• 申請號: 201910903722.0
• 申請日: 2019-09-24
• 公開（公告）號: CN110511680B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 余家欣;蔡榮;王超;孫名宏
• 申請（專利權）人: 西南科技大學;中國工程物理研究院機械制造工藝研究所
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02;C23F3/06;B24B57/02;B24B37/10;B24B37/005
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 張忠慶

1.一種采用粗拋拋光液進行鉛塊拋光及抗氧化工藝，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、在拋光機的拋光盤上放置輕質拋光墊，將待拋光的鉛塊放置在拋光頭的吸附墊上，啟動拋光機，在0.5~2.5psi的拋光下壓力、10~35℃的拋光環境溫度、60~100r/min的拋光轉速下對鉛塊進行拋光，在拋光的同時，將粗拋拋光液滴加到拋光墊上；拋光頭與拋光盤間距80~120mm；拋光頭和拋光盤均同向旋轉且轉速相同或相近；

步驟二、拋光完畢后，從拋光機上取下鉛塊，并立即用無水乙醇進行表面沖洗，清洗至鉛塊表面全部覆蓋滿無水乙醇，且表面無肉眼可見的研磨顆粒和拋光剝落的鉛粒子雜質吸附；沖洗時間不低于5秒，

步驟三、對清洗后的鉛塊立即進行高速甩干，甩干設備采用離心機，離心機轉速設定為瞬時2000~6000r/min，離心時間不低于3秒；

步驟四、對甩干后的鉛塊進行恒溫干燥，干燥設備采用電吹風機，干燥時間不低于30秒；得到干燥的抗氧化處理后的鉛塊；

步驟五、將干燥的抗氧化處理后的鉛塊放入干燥柜中保存；

所述粗拋拋光液，包括：

研磨顆粒0.3~3wt%，氧化劑0.03~0.1wt%，金屬絡合劑0.01~0.13wt%，余量為去離子水；采用pH調節劑調節粗拋拋光液的pH為4.0~6.5；分散劑0.01~0.03wt%；

所述研磨顆粒為膠體二氧化硅，其粒徑范圍為70~90nm；所述氧化劑為質量百分濃度為30%的過氧化氫；所述金屬絡合劑為乙二胺四乙酸或絲氨酸中的至少一種；所述pH調節劑中的酸性調節劑為硝酸、硫酸、鹽酸、磷酸、醋酸中的至少一種；所述pH調節劑中的堿性調節劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水、碳酸鈉和碳酸鉀中的至少一種；

所述分散劑為1-乙基-3-甲基咪唑硝酸鹽、1,3-二甲基咪唑硝酸鹽和1-乙基-3-甲基咪唑乳酸中的任意一種。

2.如權利要求1所述的采用粗拋拋光液進行鉛塊拋光及抗氧化工藝，其特征在于，所述輕質拋光墊為阻尼布拋光墊或絨布合成拋光墊中的一種；其中，絨布合成拋光墊的絨布為人造絲絨絨布，含長絨布和短絨布兩種成分；所述輕質拋光墊在每次拋光前或拋光完成后需進行人工修整，采用硬質毛刷并輔以去離子水對輕質拋光墊進行不低于1分鐘的洗刷；所述輕質拋光墊在閑置時需要進行長期養護，即采用去離子水對修整后的拋光墊進行浸泡。

3.如權利要求1所述的采用粗拋拋光液進行鉛塊拋光及抗氧化工藝，其特征在于，所述粗拋拋光液滴加的流量Y mL/min與鉛塊的直徑尺寸X英寸有關，即Y=25X~50X。

4.如權利要求1所述的采用粗拋拋光液進行鉛塊拋光及抗氧化工藝，其特征在于，所述粗拋拋光液中的氧化劑為質量百分濃度為30%的過氧化氫；粗拋拋光液中的氧化劑和pH具有協同作用，具體為：

當過氧化氫為0.03wt%時，對應最優pH為4.0~5.0；當過氧化氫為0.05wt%時，對應最優pH為4.0~5.4；當過氧化氫為0.07wt%時，對應最優pH為4.0~5.8；當過氧化氫為0.1wt%時，對應最優pH為4.0~6.4；即在拋光過程中，使鉛表面發生腐蝕突變的pH全為4.0，設定使鉛表面發生劃痕突變的pH為X₂，過氧化氫質量百分比為X₁，X₁與X₂滿足關系式X₂=20X₁+4.4，因此，過氧化氫質量百分比X₁為0.03~0.1wt%中的任一含量時，粗拋拋光液的最優pH為4.0~X₂。

5.如權利要求1所述的采用粗拋拋光液進行鉛塊拋光及抗氧化工藝，其特征在于，將粗拋拋光液滴加到拋光墊上的方式為：將粗拋拋光液抽取到帶有不銹鋼針頭的注射器中并固定在安裝有高壓靜電設備的推進泵上，將不銹鋼針頭朝向拋光墊，然后在注射器的不銹鋼針頭上利用高壓靜電設備設置一定的高壓，同時設置推進泵推進速度，將粗拋拋光液滴加到拋光墊上。

6.如權利要求5所述的采用粗拋拋光液進行鉛塊拋光及抗氧化工藝，其特征在于，所述不銹鋼針頭的內徑為1~1.5mm、推進泵的推進速度為Y mL/min，其與鉛塊的直徑尺寸X英寸的關系為Y=25X~50X；高壓靜電的大小為5~8kV。