[發(fā)明專(zhuān)利]高耐蝕性和高硬度的彩色奧氏體不銹鋼材及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010134496.3
• 申請(qǐng)日: 2010-03-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102191452A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金榮熙
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東亞大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)
• 主分類(lèi)號(hào): C23C8/26
• 分類(lèi)號(hào): C23C8/26;C23C8/38;C23C8/50;C23C8/80
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11204
• 代理人: 余朦;熊傳芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及奧氏體不銹鋼材及其制造方法，更詳細(xì)地涉及對(duì)使用奧氏體不銹鋼制造的基材或部件進(jìn)行氮化熱處理(nitrding)及表面加工工序之后再進(jìn)行氧化處理使其具有良好的耐蝕性、高表面硬度及色彩多樣的高耐蝕性和高硬度的彩色奧氏體不銹鋼材及其制造方法。

背景技術(shù)

在十分重視耐蝕性的領(lǐng)域中所使用的奧氏體不銹鋼(austeniticstainless?steel)作為以含有18重量％的鉻和8重量％的鎳的鐵為基本的材料，通常稱(chēng)作“18-8不銹鋼”。此外，該18-8不銹鋼中含有1～3重量％的Mo的奧氏體不銹鋼也很常用。

這些奧氏體不銹鋼根據(jù)STS304、STS316、STS310等用途或特性依KS標(biāo)準(zhǔn)可分為多個(gè)鋼種，耐蝕性能良好可廣泛用于生活用品、家居及辦公室用品、裝飾品、美容器具、食品業(yè)和化工業(yè)等。

另外，現(xiàn)代社會(huì)中，人們利用色相在生活中創(chuàng)造各種美感的欲望不斷提升。

對(duì)于這樣的不銹鋼，現(xiàn)有的彩色形成方法可以例舉如下。

通過(guò)CVD法或PVD法在不銹鋼的表面形成的Ti或Zr硬質(zhì)膜硬度雖高，但與母材的貼緊力低，易產(chǎn)生剝離，而且主要只能呈現(xiàn)金色系的單一色相。此外，還不能提供與作為母材的不銹鋼相匹配的耐蝕性。

另外，意大利的INCO法(Ukpat、275、781)將不銹鋼浸漬到酸性Cr溶液中形成由Fe、Ni、Cr的氧化物構(gòu)成的厚度1μm左右的氧化物層，并根據(jù)該氧化物層顯現(xiàn)的光的干涉作用呈現(xiàn)各種顏色，然而，此時(shí)形成的氧化物層的厚度僅為數(shù)百埃米的程度，所以覆膜的厚度薄、表面硬度低、易產(chǎn)生磨損。

雖然將不銹鋼在高溫的氧化性氛圍氣中進(jìn)行氧化處理可以賦予金色、褐色和藍(lán)色等色相，但這種情況下形成的厚度為埃米程度的氧化覆膜與INCO法同樣易產(chǎn)生磨損。

此外，以上方法無(wú)法增加母材的硬度，所以在承受大負(fù)荷這一用途上很難被利用。

另外，通過(guò)上述彩色形成方法獲得的彩色基材在使用過(guò)程中將發(fā)生彩色氧化覆膜層剝離或在變色的情況下無(wú)法進(jìn)行再處理及再使用，因此不得不廢棄。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明解決的問(wèn)題

本發(fā)明鑒于上述所有問(wèn)題而提出的，其目的在于提供，不會(huì)產(chǎn)生大磨損、耐磨性和耐蝕性能良好、色相美觀、裝飾性良好、且使用后可以對(duì)基材和部件進(jìn)行再處理再使用從而能夠節(jié)省資源并降低制造費(fèi)用的高耐蝕性和高硬度的彩色奧氏體不銹鋼材及其制造方法。

解決問(wèn)題的方式

為了達(dá)到以上目的，根據(jù)本發(fā)明，提供一種高耐蝕性和高硬度的彩色奧氏體不銹鋼材的制造方法，其特征在于，包括：(a)對(duì)奧氏體不銹鋼材實(shí)施氮化熱處理的步驟；(b)對(duì)實(shí)施了氮化熱處理的所述鋼材實(shí)施表面加工工序的步驟；以及(c)對(duì)實(shí)施了表面加工工序的所述鋼材實(shí)施用于形成彩色氧化覆膜層的氧化熱處理的步驟。

本發(fā)明中的氮化熱處理是指，可以采用氣體法、等離子法或鹽浴法在300～450℃的溫度范圍內(nèi)實(shí)施1～30小時(shí)的熱處理以在不銹鋼材的表面形成高硬度的氮過(guò)飽和固溶體(nitrogen?supersaturated?solid?solution)以及在其下部形成氮擴(kuò)散層，此時(shí)，不銹鋼材的表面所形成的氮過(guò)飽和固溶體的相組成優(yōu)選為S-相(S-phase)。

所述表面加工工序是用于除去在氮化熱處理時(shí)表面上生成的氧化物并形成0.1～5μmRa的表面粗糙度的工序，可以通過(guò)砂光(sanding)、噴丸硬化(shot?peening)、研磨(buffing)、磨光(lapping)、拋光(polishing)或蒸汽噴丸(vapor?shot)等方式進(jìn)行。

所述彩色氧化覆膜層的形成是為了在實(shí)施了表面加工的不銹鋼的基材或部件的表面呈現(xiàn)多種多樣的美麗色彩，通過(guò)在150～600℃的氧化性氣體氛圍氣中保持10秒～20小時(shí)來(lái)實(shí)施，此時(shí)，氧化性氣體氛圍氣是在氧氣、空氣、水蒸氣或二氧化氮中選擇任意1種或這些氣體的2種以上的混合氣體。此外，也可在這些氣體中混合使用氮?dú)狻?/p>

發(fā)明的效果

如上所述的本發(fā)明的高耐蝕性和高硬度的彩色奧氏體不銹鋼的基材或部件可以達(dá)到以下效果。

第一、可以提供基本不會(huì)磨損且耐磨性和耐蝕性良好的基材及部件。

第二、可以提供色相美麗且裝飾性良好的基材和部件。

第三、可以在使用后對(duì)基材及部件進(jìn)行再處理并再次使用，從而能夠節(jié)省資源并降低制造費(fèi)用。

具體實(shí)施方式