一种金属材料、表面处理剂及表面处理方法技术

本发明专利技术提出了一种金属材料、表面处理剂及表面处理方法，包括金属基材和至少一层通过表面处理剂涂覆在所述金属基材表面形成的金属表面处理膜，所述金属表面处理膜包括硅，还包括锆、铌、碳、氮、氧、硼、锂中的至少两种，其中所述金属表面处理膜中硅的重量百分比含量为2‑15％。具有亲水易清洁特性和耐高温的特性。

【技术实现步骤摘要】
一种金属材料、表面处理剂及表面处理方法
本专利技术涉及金属表面化学处理
，具体涉及一种金属材料、表面处理剂及表面处理方法。
技术介绍
不锈钢因其优异的耐腐蚀性能和良好外观在各行业领域有着广泛的应用，在厨电和小家电行业则更受青睐。一直以来，不锈钢的使用痛点主要集中在高温容易变色以及长时间使用油渍难以清洁两方面。尤其在加热场景下，不锈钢制品还受到多种介质的影响，如氧气、水蒸气、各种调味品，使得不锈钢的使用寿命大大降低，给用户和消费者带来很大的困扰。尽管，针对不锈钢的表面处理也很多，如电镀、电刷镀、化学镀、气相沉积、微弧氧化等，但在实际应用中会面临工艺流程复杂、成本昂贵等问题。
技术实现思路
本专利技术旨在一定程度上解决现有相关技术中存在的问题之一，为此，本专利技术的一个目的在于提出一种金属材料，具有亲水易清洁、耐高温特性。上述目的是通过如下技术方案来实现的：一种金属材料，包括金属基材和至少一层在所述金属基材表面的金属表面处理膜，所述金属处理膜包括硅，还包括锆、铌、碳、氮、氧、硼、锂中的至少两种，其中所述金属表面处理膜中硅的重量百分比含量为2-15％。作为本专利技术的进一步改进，所述每层金属表面处理膜的膜厚度小于3微米，呈透明外观。作为本专利技术的进一步改进，所述金属材料表面的电阻大于所述金属基材的电阻。作为本专利技术的进一步改进，所述金属材料表面与水的接触角小于10度。本专利技术的另一个目的在于提出一种表面处理剂，上述目的是通过如下方法实现的：一种表面处理剂，应用于上述提到的一种金属材料上，所述表面处理剂涂覆在所述金属基材表面以形成所述金属表面处理膜，所述表面处理剂包括转化液，所述转化液包括改性纳米硅溶胶和水，所述转化液还包括脂肪化合物、氯化物、金属烷基化合物、有机金属络合物中的至少一种，其中所述水的重量百分比含量为8-20％。作为本专利技术的进一步改进，所述金属表面处理剂的PH值为10-12。本专利技术的再一个目的在于提出一种金属材料的表面处理方法，上述目的是通过如下方法实现的：一种金属材料的表面处理方法，应用于上述提到的一种金属材料上，所述处理方法包括如下步骤：S1,金属基材进行预处理；S2,金属基材进行表面处理以在其表面形成金属表面处理膜；S3,常温下进行自然表干；S4,高温固化；S5,判断金属基材的表面处理是否合格；S6,若金属基材的表面处理合格，则判断是否要在已经进行了表面处理的金属材料表面进行表面处理，以在金属基材表面形成多层金属表面处理膜；S7,若不要在已经进行了表面处理的金属材料表面再次进行表面处理，则表面处理完成。作为本专利技术的进一步改进，所述金属基材进行预处理的步骤具体为：高温除油；电解除油；水洗；电解酸；水洗；预镀镍；纯水洗。作为本专利技术的进一步改进，所述金属基材进行预处理的步骤具体为：金属基材脱脂除油；超声波水洗；纯水洗，烘干。作为本专利技术的进一步改进，所述金属基材进行预处理的步骤具体为：金属基材酸性除油；水洗；氧化处理；纯水洗。作为本专利技术的进一步改进，判断金属材料的表面处理是否合格的步骤具体为：若金属材料的表面处理不合格，则进行去膜，去膜后返回至步骤S1；若金属材料的表面处理合格，则判断是否要在已经进行了表面处理的金属材料表面再次进行表面处理，以在金属基材表面形成多层金属表面处理膜。作为本专利技术的进一步改进，判断是否要在已经进行了表面处理的金属材料表面进行表面处理，以在金属基材表面形成多层金属表面处理膜的步骤具体为：若要在已经进行了表面处理的金属材料表面再次进行表面处理，则在已经进行了表面处理的金属材料表面进行表面处理，以在金属基材表面形成多层金属表面处理膜；若不要在已经进行了表面处理的金属基材表面再次进行表面处理，则表面处理完成。作为本专利技术的进一步改进，金属基材进行表面处理以在其表面形成金属表面处理膜，或在已经进行了表面处理的金属材料表面进行表面处理，以在金属基材表面形成多层金属表面处理膜的方法具体为：将表面处理剂通过空气压力喷枪喷涂、或静电喷枪喷涂、或浸涂在金属基材表面。与现有技术相比，本专利技术的至少包括以下有益效果：1.本专利技术提出一种金属材料，其表面有金属表面处理膜，提高金属材料的耐腐蚀、耐高温性能，并具有亲水易清洁特性。2.本专利技术提出一种表面处理剂，其涂覆在金属材料表面，使得金属材料具备耐腐蚀、耐高温性能，并具有亲水易清洁特性。3.本专利技术提出一种金属材料的表面处理方法，操作工艺简单、能耗低，使金属材料具有亲水易清洁特性。附图说明图1为实施例中涂覆有一层金属表面处理膜的金属材料的结构图；图2为实施例中涂覆有两层层金属表面处理膜的金属材料的结构图；图3为金属表面处理膜原理示意图；图4为涂覆有金属表面处理膜的不锈钢截面SEM照片；图5为金属材料应用于蒸烤箱腔体内表面的示意图；图6为金属材料应用于灶具的示意图；图7为实施例中一种金属材料的表面处理方法的流程图。具体实施方式以下实施例对本专利技术进行说明，但本专利技术并不受这些实施例所限制。对本专利技术的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本专利技术方案的精神，其均应涵盖在本专利技术请求保护的技术方案范围当中。实施例一：参见附图1、2、4示出本专利技术的一种金属材料3，包括金属基材1和至少一层在所述金属基材1表面的金属表面处理膜2，所述金属表面处理膜2包括硅，还包括锆、铌、碳、氮、氧、硼、锂中的至少两种，其中所述金属表面处理膜2中硅的重量百分比含量为2-15％。如覆有金属表面处理膜2的不锈钢表面组分重量百分比为：Fe66.8％；Cr11.9％；Si7.5％；C7.8％；N2.9％；Nb2.1％；Zr1.0％。在金属基材1上有金属表面处理膜2，由于金属表面处理膜2致密的类陶瓷相(氮化物、碳化物等)，有效的阻止了高温下氧气对金属基材1的氧化腐蚀，同时由于其晶格中离散分布有离子，如图3中的类空穴单元，在水蒸气进行渗透时使其结合为大分子团，从而避免了水蒸气的离解作用，另一方面由于其电荷的平衡作用，使得在电化学方面可以起到稳定表面电位的作用，从而获得优异的耐蚀性，满足了在中性盐雾环境下满足300小时以上的测试要求。当金属基材1表面涂覆有一层金属表面处理膜2，则金属材料3可耐高于300°但低于500°的高温；当金属基材1表面设有两层金属表面处理膜2，则金属材料3可耐500°以上的高温。可根据不同的温度场景(100-800℃)给金属基材1上不同层数的金属表面处理膜2，当使用温度大于500℃,至少需要制备两层以上的金属表面处理膜2。所述每层金属表面处理膜2的膜厚度小于3微米，呈透明外观。进一步优选为0.5-2微米。所述金属材料3表面与水的接触角小于10度。金属基材1表面涂覆了金属表面处理膜2，金属材料3表面能发生变化，使得金属材料3具有亲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属材料，其特征在于，包括金属基材和至少一层在所述金属基材表面的金属表面处理膜，所述金属处理膜包括硅，还包括锆、铌、碳、氮、氧、硼、锂中的至少两种，其中所述金属表面处理膜中硅的重量百分比含量为2-15％。/n

【技术特征摘要】
1.一种金属材料，其特征在于，包括金属基材和至少一层在所述金属基材表面的金属表面处理膜，所述金属处理膜包括硅，还包括锆、铌、碳、氮、氧、硼、锂中的至少两种，其中所述金属表面处理膜中硅的重量百分比含量为2-15％。


2.根据权利要求1所述的一种金属材料，其特征在于，所述每层金属表面处理膜的膜厚度小于3微米，呈透明外观。


3.根据权利要求1所述的一种金属材料，其特征在于，所述金属材料表面的电阻大于所述金属基材的电阻。


4.根据权利要求1所述的一种金属材料，其特征在于，所述金属材料表面与水的接触角小于10度。


5.一种表面处理剂，其特征在于，应用于如权利要求1-4任一所述的一种金属材料上，所述表面处理剂涂覆在所述金属基材表面以形成所述金属表面处理膜，所述表面处理剂包括转化液，所述转化液包括改性纳米硅溶胶和水，所述转化液还包括脂肪化合物、氯化物、金属烷基化合物、有机金属络合物中的至少一种，其中所述水的重量百分比含量为8-20％。


6.根据权利要求5所述的一种表面处理剂，其特征在于，所述金属表面处理剂的PH值为10-12。


7.一种金属材料的表面处理方法，其特征在于，应用于如权利要求1-4任一所述的一种金属材料上，所述处理方法包括如下步骤：
S1,金属基材进行预处理；
S2,金属基材进行表面处理以在其表面形成金属表面处理膜；
S3,常温下进行自然表干；
S4,高温固化；
S5,判断金属基材的表面处理是否合格；
S6,若金属基材的表面处理合格，则判断是否要在已经进行了表面处理的金属材料表面进行表面处理，以在金属基材表面形成多层金属表面处理膜；
S7,若不要在已经进行了表面处理的金属材料表面再次进行表面处理，则表面处理完成。

【专利技术属性】
技术研发人员：王琦，李智锋，李成信，姚家前，潘叶江，
申请(专利权)人：华帝股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44