[發明專利]一種不銹鋼氟聚合物協合涂層處理工藝

有效

• 申請號: 201710564647.0
• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN109234712B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 鄒洪慶;錢建才;呂基成;許斌;張強宏;吳厚昌
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業第五九研究所
• 主分類號: C23C18/16
• 分類號: C23C18/16;C25F3/02;B05D1/02;B05D3/02
• 代理公司: 重慶弘旭專利代理有限責任公司 50209
• 代理人: 高彬

本發明公開了一種不銹鋼氟聚合物協合涂層處理工藝，首先去除不銹鋼材料表面的氧化膜，并對其進行預鍍鎳以制備預鍍鎳層，然后在預鍍鎳層上進行化學鍍鎳制備化學鍍鎳層，再采用蝕刻溶液（由硫酸、磷酸，乳化劑OP?10、十二烷基苯磺酸鈉、丁二酸鈉和甘氨酸組成的混合溶液）對化學鍍鎳層進行蝕刻處理，蝕刻后在微孔表面一次或多次引入氟聚合物，最后在真空狀態下進行熱處理使氟聚合物與化學鍍鎳層熔合為一體形成協合涂層。本發明制備的不銹鋼協合涂層結合強度和硬度極高，耐蝕性和自潤滑性能好，同時還具有低溫防粘性能，即使將其置于?40℃的環境中，也具有良好的不粘性，不僅可用于冷庫中存放食品，還可用于醫學領域儲存非PVC血漿袋。

技術領域

本發明涉及不銹鋼涂層處理，具體是一種不銹鋼氟聚合物協合涂層處理工藝。

背景技術

不銹鋼材料具有較好的塑韌性、耐磨性，良好的加工性能，具有耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質腐蝕的性能，廣泛應用于化工、食品機械、機電和環保等行業。但是不銹鋼材料與海水、泥土或碳鋼等物質直接接觸時腐蝕速率很快，甚至超過普通低碳鋼，無法滿足它越來越廣泛的使用需求；如用于海洋環境中的不銹鋼產品需要其具有高耐腐蝕性能，用于機械傳動的不銹鋼精密傳動件需要其具有超高的硬度和優異的自潤滑性等性能，用于低溫(-40℃)環境中存放物品的不銹鋼產品,尤其是食品冷庫中存放袋裝食品的不銹鋼容器以及醫學領域儲存非PVC血漿袋的不銹鋼盤需要其具有低溫防粘性能。

在改善不銹鋼材料性能的研究中，目前主要是通過表面處理來改善不銹鋼材料的耐磨性和耐蝕性等性能，例如電化學氧化處理、鈍化處理、滲氮處理后進行表面著色、電鍍涂層處理和鈍化處理后噴涂有機涂層。與一般鋼鐵材料不同，不銹鋼材料因表面惰性屬于難鍍和難處理材料，表面附著性很差，常規表面處理方法無法大幅提高不銹鋼材料的硬度、強度和耐腐蝕性等性能，且制備的涂層與不銹鋼表面結合力很差；在改善金屬涂層性能和表面處理研究中，研究人員成功地借助于結合兩種或多種材料及工藝過程的優點來獲得期望的材料性能特征，如將金屬陽極氧化膜與控制滲入的低摩擦聚合物或潤滑劑相結合，通過精密熱處理對其進行改性，最終得到一種屬于金屬零件整體部份的精密涂層(也稱作協合涂層)，協合涂層具有較高的硬度、強度、耐腐蝕性和自潤滑性等性能，其綜合性能超過一般意義上的復合涂層，具有極大的應用價值，目前已公開了鋁合金材料和鋼鐵材料的氟聚合物協合涂層處理工藝，其中，CN1616713A公開的鋼鐵材料氟聚合物協合涂層處理工藝具體步驟為：將鋼鐵材料按常規方法先進行堿性化學脫脂、電解脫脂或酸洗活化處理，然后采用掛鍍或滾鍍方法在酸性化學鍍鎳中化學鍍鎳磷合金，得到鎳基底層，然后采用擴孔溶液對鎳基底層進行化學擴孔處理或電化學交流擴孔處理，然后將擴孔處理后的鋼鐵材料置于氟聚合物乳液(由聚四氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯等一種或幾種含氟聚合物組成的混合液)中熱浸或電解，或者采用噴涂法在擴孔處理后的鎳基底層表面噴涂氟聚合物乳液得到含氟聚合物的鎳基涂層；最后將鎳基涂層置于真空熱處理爐內熱處理，得到鋼鐵氟聚合物協合涂層。發明人嘗試采用CN1616713A公開的鋼鐵材料氟聚合物協合涂層處理工藝來制備不銹鋼協合涂層，結果發現制備的協合涂層與不銹鋼表面結合強度非常差，甚至無法形成協合涂層。因此，開發結合強度好、硬度高、耐蝕性能優異，同時具備低溫防粘性能的不銹鋼協合涂層十分必要。

發明內容

為解決現有技術中存在的問題，本發明目的在于提供一種不銹鋼氟聚合物協合涂層處理工藝。

本發明目的是這樣實現的：一種不銹鋼氟聚合物協合涂層處理工藝，其特征在于：首先去除不銹鋼材料表面的氧化膜，并對其進行預鍍鎳以制備預鍍鎳層，然后在預鍍鎳層上進行化學鍍鎳制備化學鍍鎳層，然后采用蝕刻溶液對化學鍍鎳層進行蝕刻處理，并在蝕刻后的化學鍍鎳層上引入氟聚合物，最后進行真空熱處理使氟聚合物與化學鍍鎳層熔合為一體，形成協合涂層；其中，蝕刻溶液包括硫酸、磷酸、蝕刻均勻劑和添加劑；蝕刻均勻劑為乳化劑OP-10和十二烷基苯磺酸鈉按照質量比＝2-5:1的復配溶液，添加劑為丁二酸鈉和甘氨酸按照質量比＝1-3:1的復配溶液。

除特殊說明外，本發明所述份數均為重量份，所述百分比均為質量百分比。