拋光蠟為拋光材料的固體形式,主要由磨料、有機膏體及添加劑組成,其中磨料的種類、晶型、粒度以及有機膏體的種類、配比等都是影響拋光質量的重要因素.目前,國產拋光蠟的質量大多處于中低檔水平,廣東省大多數不銹鋼矮具企業(yè)還是采用進口不銹鋼拋光蠟.針對這一現狀,對不銹鋼用高檔拋光蠟進行了研制。
1 磨料的選擇
磨料叫是具有較高硬度和一定機械強度的顆粒材料,是拋光蠟的主要成分.磨料應滿足如下要求:
(1)硬度要高于被拋表面不銹鋼的硬度,否則無法實現磨削.
(2)具有良好的熱穩(wěn)定性.因為在拋光過程中,隨著拋光輪的高速旋轉,被拋表面的溫度會急劇升高,某些工藝條件下可達400℃ 以上,如果磨料易熱分解,其硬度會下降,影響拋光效果。
(3)具有良好的化學穩(wěn)定性.在工作溫度下磨料不與被拋表面發(fā)生化學反應,否則會使磨料固有的機械性能發(fā)生變化,影響被拋表面的光潔度.
根據試驗發(fā)現,選用一種磨料的拋光蠟的拋光效果不如采用多種磨料復配的拋光蠟的拋光效果.最終確定選用多種磨料進行復配,作為拋光蠟的磨料.本拋光蠟選用的磨料是:以粒度7~14 μm及球形度好的氧化鋁為主,配以粒度小于44 μm的棕剛玉、微晶剛玉、粒度小于74μm 的氧化鉻及氧化鐵,其質量分數分別為1O%~15%,5%~8%,0.5%~ 2%及 0.2%~ 0.5%.
2 有機膏體的選擇
一般為了方便使用,需要用一些有機物將磨料配制成膏體,同時要求所選擇的有機膏體對不銹鋼表面有光亮作用。
2.1 主體成分的選擇
硬脂酸是拋光蠟有機膏體的主要有機成分及主要支撐體,具有良好的潤滑性.對不銹鋼而言,它是良好的增亮劑.為適應工業(yè)化的需求,選擇工業(yè)一級的硬脂酸作為原料,工業(yè)級的硬脂酸是以硬脂酸為主并含有軟脂酸等的混合酸,呈顆粒狀或塊狀,常溫下具有良好的化學穩(wěn)定性.
2.1.1 不同平均分子量硬脂酸的影響
在試驗中發(fā)現,用平均分子量相對較低的硬脂酸所制得的拋光蠟,其表面的油潤性更好,更有利于脫模,且拋光效果更佳.而用平均分子量相對較高的硬脂酸制得的拋光蠟,其粘度有點過高,拋光后的不銹鋼表面的有機物殘留過多,使表面不爽,顏色發(fā)自.
2.1.2 同一平均分子量不同形態(tài)的硬脂酸的影響
在試驗中發(fā)現,同一平均分子量的硬脂酸,形狀的不同也會對制成效果產生不同影響.塊狀的硬脂酸加熱熔化的時間相對較長,硬脂酸的熱損失較多,存在部分斷鏈,油潤性和粘度均有所下降;而粒狀的硬脂酸比較均勻,便于整體熔化,熔化時間相對較短,熱損失少,能保證整體的油潤性和均勻性.通過試驗選擇平均分子量較低的粒狀工業(yè)一級硬脂酸做為不銹鋼拋光蠟有機膏體的主體成分.
2.2 油脂對拋光、成膏的影響
選擇一些動、植物蠟作為拋光蠟膏體的輔助成分,可以增強拋光蠟的油潤細膩感、增強不銹鋼表面的光亮度.由于蠟的熔點在4O~90℃之間,可以滿足拋光蠟在制備條件下液態(tài)混合均勻,在常溫下為固態(tài)這一要求.
石蠟是熔點為4O~7O℃ 的各種正構烷烴和少量異構烷烴的混合物,是良好的潤滑劑、成膏劑和上光劑.
微晶蠟的熔點高于70℃,是比石蠟具有更多高度分支的異構烷烴、環(huán)狀烴和含部分直鏈烴組成的混合物,能與各種礦物蠟、植物蠟及熱脂肪油互溶.微晶蠟含有較多的異構烷烴,在制備過程中能使蠟由液態(tài)向固態(tài)轉變時收縮率變小.微晶蠟的顆粒較大,且具有延展性.當與液體油混合時,具有防止油分分離及析出的特性,在一定程度上可以防止拋光蠟的磨料部分和有機膏體的分離.其中熔點在77~8O℃的微晶蠟具有較好的延展性,對被拋表面的晶格有細化作用,能顯著增強不銹鋼表面的光潔度.
巴西棕櫚蠟含有8O% ~85% 的蠟酸、蠟醇和酯,是良好的潤滑劑,并具有良好的光澤和韌性.巴西棕櫚蠟易與其它的蠟相熔,相熔以后蠟的韌性提高,粘著性降低,塑性得到改善.
蟲白蠟是脂肪族一價酸的酯類混合物,酯含量為93%~95%,具有良好的潤滑性和光澤.
日本木蠟主要是棕櫚酸、硬脂酸、油酸的甘油酯及少部分的二元酸甘油酯組成的混合物.這幾種酸的甘油酯具有良好的潤滑性,用此制成的拋光蠟具有很好的潤觸感覺.甘油酯的加入有助于拋光蠟的成型和表面的平整,在制備過程中能使拋光蠟抗拒由于溫差引起的型變.精制的木蠟具有純正的香味,可以提高拋光蠟的品質.
上述幾種蠟對拋光蠟的成膏及被拋表面的光潔度均有良好的效果,同時又可以防止拋光蠟開裂.因此,選擇石蠟、微晶蠟、巴西棕櫚蠟、蟲白蠟及日本木蠟進行復配,做為拋光蠟膏體的輔助成分.
3 添加劑的選擇
在拋光蠟中加入少量的石油磺酸鹽(質量分數小于0.5%),拋光后可以在不銹鋼表面形成一層保護膜,防止不銹鋼表面受手汗的腐蝕.
在拋光蠟中加入少量的氟化物(質量分數小于1.2%),在拋光過程中氟化物在不銹鋼表面發(fā)生化學反應,可使不銹鋼表面有發(fā)微藍光的效果.
在拋光蠟中加入適量的胺類或醇類物質,可以增強磨料和有機物的相互混溶,以保證整個蠟體的均勻性,同時可以提高不銹鋼表面的光亮度.
4 制備工藝
4.1 無機物料的要求
拋光蠟所用的無機物料在保證粒度的前提下,物料的吸附水對拋光蠟的質量有重要影響.經研究發(fā)現,用含有一定量水的無機物料制備的拋光蠟,會出現磨料和有機物質嚴重分層、及蠟體表面凹凸不平的現象.因此,在制備拋光蠟磨料的時候,必須把所有的無機物料烘干.
4.2 工藝流程的研究
拋光蠟的制備是一個將物料混合均勻的物理過程.先將各種烘干至恒重的磨料和氟化物按照比例稱好,放入混合器中混合均勻.將硬脂酸稱好重量,加熱至熔化.然后將所有的蠟先粉碎成片狀或粒狀,再和其余的有機物按照比例稱好,加入到預先加熱熔化好的硬脂酸中,攪拌,熔化,使有機膏體混合均勻.將混合好的磨料加入到有機膏體中,水浴加熱、攪拌,混合均勻至一個穩(wěn)定的熔體,再將熔體停止加熱,不斷攪拌使溫度下降至65~7O℃ ,將熔體倒入預先準備好的模具中,最后用水冷卻,脫模即可.
5 幾種配方實例
由表1可知,磨料的量要適量.磨料含量太少,拋光效果差,有機物殘留過多;如果磨料含量較多,將會影響拋光蠟的成型,且被拋表面油光不足;氟化物所起的化學作用和胺或醇類物質的增亮作用是必不可少的;合適的磨料、有機物及添加劑的配比,能得到令人滿意的拋光效果.【中山市乾泰拋光材料有限公司】
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