一种碳钢炒锅耐蚀工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种碳钢炒锅耐蚀工艺，属于金属材料的腐蚀与防护技术领域。该工艺首先对冲压成型的碳钢炒锅毛坯内表面进行砂光处理，然后通过喷砂处理达到炒锅毛坯内表面均匀光洁；再经氮化处理和黑化处理后，将炒锅在50～80℃的浓度为2～20wt.％硫酸钠水溶液中浸泡0.5～2小时，炒锅取出后经水洗并干燥后，得炒锅成品。经该工艺处理后的碳钢炒锅强度和耐蚀性能显著提高，经5wt.％盐水或氯化铁溶液浸泡腐蚀实验，在200小时内盐水或氯化铁溶液清澈，没有锈色。

Anti corrosion process of carbon steel frying pan

The invention discloses a corrosion resistant process of a carbon steel frying pan, which belongs to the technical field of corrosion and protection of metal materials. This process first wok on the stamping blank steel inside surface of sanding treatment, then reached in the blank surface finish frying pan by blasting; after nitriding and blackening treatment, the wok in 50 ~ 80 DEG C concentration is 2 ~ 20wt.% sodium sulfate solution to soak 0.5 to 2 hours, pan take out after washing and drying, have finished frying pan. After the treatment, the strength and corrosion resistance of the carbon steel frying pan were improved significantly, and the corrosion experiment was carried out by 5wt.% saline solution or ferric chloride solution. The salt solution or ferric chloride solution was clear in 200 hours, and no rust color.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属材料的腐蚀与防护
，具体涉及一种碳钢炒锅耐蚀工艺。
技术介绍
碳钢是指含碳量小于2.11％且不含有特意加入的合金元素的钢。碳钢的性能可以满足一般零件和工具的使用要求，且价格低，产量大。但普通碳钢耐蚀性较差，而碳钢的表面处理对其防腐性能的优劣起着极为重要的作用。目前，选用普通碳钢材质的炒锅一般经过氮化与黑化处理后制成炒锅成品。氮化处理是指在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。经氮化处理的制品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温的特性。大部分零件，可以使用气体去油法去油后立刻渗氮。部分零件也需要用汽油清洗比较好，但在渗氮前之最后加工方法若采用抛光、研磨、磨光等，即可能产生阻碍渗氮的表面层，致使渗氮后，氮化层不均匀或发生弯曲等缺陷。黑化处理现在常用的方法为碱性加温发黑，发黑液的主要成分是氢氧化钠和亚硝酸钠，发黑温度一般在135-155℃之间；工艺步骤：1)清洗；2)脱脂：工件必须完全浸入脱脂液中；脱脂液浓度pH值12-14，处理时间5-15min，每过3-5分钟上下抖动几次，药液浓度低于pH值12时补充脱脂粉；3)水洗；4)酸洗：酸洗液浓度pH值2-4，处理时间5-10min；5)水洗；6)发黑：池液浓度pH值2.5-3.5，处理时间5-10min煮沸；7)水洗；8)吹干。经氮化与黑化处理后的碳钢炒锅耐蚀性虽然有一定程度的提高，但经5<br>％盐水浸泡腐蚀实验，仍不能超过25小时，因此使用时有诸多注意事项及弊端，如：使用后及时清洁，避免在高温时清洗，易变形等。
技术实现思路
为了克服现有碳钢炒锅存在的耐蚀性差的问题，本专利技术提供一种碳钢炒锅耐蚀工艺，经该工艺处理后的碳钢炒锅强度和耐蚀性能显著提高，经5wt.％盐水或氯化铁溶液浸泡腐蚀实验，都能超过200小时。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种碳钢炒锅耐蚀工艺，该工艺包括如下步骤：(1)对冲压成型的碳钢炒锅毛坯内表面用100粒度砂布轮进行砂光处理，以除去炒锅内表面的锈迹及杂质；(2)对炒锅内表面进行喷砂处理：在6个大气压条件下，首先用80目石英砂处理10～15分钟，再用100目石英砂处理10～15分钟；该步骤在达到炒锅内表面均匀的同时(表面晶粒度变小)，还能够提高氧化处理的氮化层厚度和硬度，并降低氮化处理温度。(3)氮化处理：氮化处理温度400～500℃；氮化处理具体过程为：将经喷砂处理后的炒锅置于氮化炉内，将NH3气直接输进400～500℃的氮化炉内，保持10～30小时，使NH3气分解为原子状态的(N)气与(H)气而进行渗氮处理，从而使碳钢的表面产生耐磨和耐腐蚀的含氮化合物层，其厚度为0.03～0.04mm，硬度Hv1500～1800。(4)黑化处理：黑化处理采用碱性发黑处理工艺，发黑液的成分为氢氧化钠和亚硝酸钠，发黑液pH值为2.5～3.5，处理时间5～10min。(5)浸泡处理：将炒锅加热至100～300℃，然后浸入50～80℃的浓度2～20wt.％硫酸钠水溶液中，浸泡时间0.5～2小时。(6)经步骤(5)浸泡处理后的炒锅取出用水冲洗，干燥后即得碳钢炒锅成品。本专利技术具有如下优点及有益效果：1、本专利技术首先对碳钢炒锅毛坯内表面用100粒度砂布轮进行砂光处理进行砂光处理，去除炒锅内表面的氧化膜及杂质；然后依次用80目和100目石英砂处理，使炒锅内表面达到表面均匀，同时提高炒锅内表面强度并提高耐蚀性，经喷砂处理后的炒锅内表面呈现亚光现象。经表面喷砂处理后，还能够提高下一步氧化处理的氮化层厚度和硬度，并降低氮化处理温度。氮化处理后，炒锅再经黑化处理和浸泡处理后进一步提高炒锅内表面强度及耐蚀性。2、本专利技术工艺处理后的碳钢炒锅，经5wt.％盐水或氯化铁溶液浸泡腐蚀实验，200小时内溶液清澈，没有锈色。附图说明图1为实施例1制备的炒锅经100小时浸泡腐蚀实验结果。图2为实施例2制备的炒锅经160小时浸泡腐蚀实验结果。图3为实施例1制备的炒锅经360小时浸泡腐蚀实验结果。图4为对比例1制备的炒锅经160小时浸泡腐蚀实验结果。图5为对比例1制备的炒锅经360小时浸泡腐蚀实验结果。具体实施方式以下结合附图及实施例详述本专利技术。以下实施例和对比例中所述黑化处理采用常规碱性发黑处理工艺，发黑液的主要成分是氢氧化钠和亚硝酸钠，发黑温度在135～155℃之间；具体过程为：(1)工件清洗后进行脱脂处理，脱脂过程：工件完全浸入脱脂液中；脱脂液浓度pH值12～14，处理时间5～15min，每过3～5分钟上下抖动几次，药液浓度低于pH12时补充脱脂粉；(2)水洗；(3)酸洗：酸洗液浓度pH值2～4，处理时间5～10min；(4)水洗；(5)发黑：池液浓度pH值2.5～3.5，处理时间5～10min煮沸；(6)水洗并吹干。所述氮化处理过程为：将炒锅置于氮化炉内，将NH3气直接输进一定温度的氮化炉内进行渗氮处理，处理时间10～30小时。实施例1本实施例以Q235碳钢为原料制备碳钢炒锅，具体过程如下：(1)碳钢冲压成型，对冲压成型后的碳钢炒锅毛坯内表面进行砂光处理，除去炒锅内表面的锈迹及杂质；(2)对炒锅内表面进行喷砂处理：在6个大气压条件下，(3)氮化处理：氮化处理温度400℃，炒锅内表面产生的含氮化合物层，其厚度为0.035mm，硬度Hv为1700。(4)黑化处理；(5)浸泡处理：将炒锅加热至200℃，然后浸入80℃的浓度5wt.％硫酸钠水溶液中，浸泡时间30min。(6)经步骤(5)浸泡处理后的炒锅取出用水冲洗，干燥后即得碳钢炒锅成品。对比例1本例为现有碳钢炒锅制备工艺，是以Q235碳钢为原料，具体过程如下：(1)碳钢冲压成型，对冲压成型后的碳钢炒锅毛坯内表面进行砂光处理，除去炒锅内表面的锈迹及杂质；(2)氮化处理：氮化处理温度600℃，炒锅内表面产生的含氮化合物层，其厚度为0.02mm，硬度Hv为1300。(3)黑化处理；(4)经黑化处理后的炒锅取出用水冲洗，干燥后即得碳钢炒锅成品。实施例2本实施例以Q235碳钢为原料制备碳钢炒锅，具体过程如下：(1)碳钢冲压成型，对冲压成型后的碳钢炒锅毛坯内表面进行砂光处理，除去炒锅内表面的锈迹及杂质；(2)对炒锅内表面进行喷砂处理：在6个大气压条件下，首先用80目石英砂处理15分钟，再用100目石英砂处理1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳钢炒锅耐蚀工艺，其特征在于：该工艺包括如下步骤：(1)对冲压成型的碳钢炒锅毛坯内表面进行砂光处理，以除去炒锅内表面的锈迹及杂质；(2)对炒锅内表面进行喷砂处理：在6个大气压条件下，首先用80目石英砂处理10～15分钟，再用100目石英砂处理10～15分钟；(3)氮化处理：氮化处理温度400～500℃；(4)黑化处理；(5)浸泡处理：将炒锅加热至100～300℃，然后浸入50～80℃的浓度2～20wt.％硫酸钠水溶液中，浸泡时间0.5～2小时。(6)经步骤(5)浸泡处理后的炒锅取出用水冲洗，干燥后即得炒锅成品。

【技术特征摘要】
1.一种碳钢炒锅耐蚀工艺，其特征在于：该工艺包括如下步骤：
(1)对冲压成型的碳钢炒锅毛坯内表面进行砂光处理，以除去炒锅内
表面的锈迹及杂质；
(2)对炒锅内表面进行喷砂处理：在6个大气压条件下，首先用80
目石英砂处理10～15分钟，再用100目石英砂处理10～15分钟；
(3)氮化处理：氮化处理温度400～500℃；
(4)黑化处理；
(5)浸泡处理：将炒锅加热至100～300℃，然后浸入50～80℃的浓度
2～20wt.％硫酸钠水溶液中，浸泡时间0.5～2小时。
(6)经步骤(5)浸泡处理后的炒锅取出用水冲洗，干燥后即得炒锅
成品。
2.根据权利要求1所述的碳钢炒锅耐蚀工艺，其特征在于：步骤(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王胜刚，龙康，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21