一种耐腐蚀不锈钢带及其加工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种耐腐蚀不锈钢带及其加工工艺。包括以下步骤：步骤1：将不锈钢带进行固溶处理；整平，轧制，得到轧制不锈钢带；步骤2：将轧制不锈钢带置于清洗液中，设置温度为50~60℃，超声清洗1~3分钟，乙醇、去离子水清洗，氮气吹干；在其表面以涂覆量为6~10mL/m2涂覆抗氧化液混合液；在电沉积液中，设置温度为30~50℃，电流密度为8~12A/dm

【技术实现步骤摘要】
一种耐腐蚀不锈钢带及其加工工艺


[0001]本专利技术涉及不锈钢带
，具体为一种耐腐蚀不锈钢带及其加工工艺。

技术介绍

[0002]不锈钢带是超薄不锈钢板的延伸材料；其中，奥氏体不锈钢的耐蚀性优于铁素体不锈钢和马氏体不锈钢，但是其硬度较低，严重限制了其应用。因此，现有技术中，通常使用渗氮工艺，将氮原子扩散至基体中，得到高硬度的S相奥氏体，用以增强其硬度。
[0003]目前，针对不锈钢的渗氮方法包括：固体渗氮、液体渗氮、气体渗氮、等离子体渗氮；由于局限性和污染性，固体渗氮和液体渗氮已经极少使用；常用的为气体渗氮、等离子渗氮。其中，等离子渗氮工艺渗层质量较好、渗氮效果明显；但其依靠于较为复杂的等离子渗氮设备；由于国内的等离子渗氮设备稳定性和自动化性较差，基本依靠进口设备，成本较高的同时对国外依赖性大。因此，使用设备简单的渗氮炉，开发优良的气体渗氮工艺具有重要意义。
[0004]现有渗氮工艺中，一般不能提高奥氏体不锈钢表面的耐湿性，常规渗氮处理，反而由于高温、长时间氮化过程中，会引起氮化铬的沉淀，而氮化铬的沉淀必然引起耐腐蚀性能的下降，但是较低温度氮化，渗氮效率差，硬度一般，耐蚀性也较低，因此，常规渗氮涂层一般耐腐蚀性性能较差。另一方面，气体氮化层由于处理过程中含氮浓度较高，表面产生网状及脉状组织，脆性大，易脱落的问题。
[0005]综上，解决上述问题，制备一种耐腐蚀不锈钢带具有重要意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种耐腐蚀不锈钢带及其加工工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种耐腐蚀不锈钢带的加工工艺，包括以下步骤：步骤1：将不锈钢带进行固溶处理；整平，轧制，得到轧制不锈钢带；步骤2：将轧制不锈钢带依次经过清洗液清洗，抗氧化混合液涂覆，电沉积，得到预处理不锈钢带；步骤3：将预处理不锈钢带进行气体渗氮，得到耐腐蚀不锈钢带。
[0008]较为优化地，步骤2中，具体过程为：将轧制不锈钢带置于清洗液中，设置温度为50~60℃，超声清洗1~3分钟，乙醇、去离子水清洗，氮气吹干；在其表面以涂覆量为6~10mL/m2涂覆抗氧化液混合液；在电沉积液中，设置温度为30~50℃，电流密度为8~12A/dm
‑2，直流电沉积电镀2~3分钟，表面清洗，在氮气下200~250℃下热处理10~20分钟，得到预处理不锈钢带。
[0009]较为优化地，所述清洗液的组分包括2~4wt%的柠檬酸、5~10wt%的磷酸，其余为去离子水。
[0010]较为优化地，所述抗氧化混合液的组分包括3~3.5wt%氯化钠、3.5~4wt%柠檬酸、1~2wt%的L
‑
半胱氨酸，其余为去离子水。
[0011]较为优化地，所述电沉积液的组分包括180~200g/L的氯化镍、10~20g/L的氯化铈、30~35g/L的纳米氧化硅、1~2g/L柠檬酸、50~80mL/L盐酸，其余为去离子水。
[0012]较为优化地，步骤3中，气体渗氮过程为：工作气压为0.01~0.03MPa、温度为420~450℃下，设置氨气流速为0.04~0.06L/min，渗氮12~20小时；在氨气氛围下随炉冷却。
[0013]较为优化地，步骤4：将步骤3中得到的耐腐蚀不锈钢带在单宁酸溶液中浸渍3~5分钟，乙醇冲洗；将其置于酸性混合液中设置温度为60~70℃，反应4~6小时，加入γ
‑
巯丙基三乙氧基硅烷、纳米氧化硅、光引发剂，紫外光照下，反应18~20小时；洗涤干燥，转移至十七氟癸基三甲氧基硅烷溶液中，超声接枝2~3小时，洗涤干燥，得到耐腐蚀不锈钢带。
[0014]较为优化地，酸性混合液的制备方法：室温下，将聚乙烯亚胺溶液和单宁酸溶液按照体积比为1~1.5:1混合均匀，使用0.1mol/L的盐酸调节pH=4.0~4.5，得到酸性混合液。
[0015]较为优化地，单宁酸溶液的浓度为15~20g/L；聚乙烯亚胺溶液与单宁酸溶液浓度相同；γ
‑
巯丙基三乙氧基硅烷和纳米氧化硅比例为1mL:1g，纳米氧化硅的加入量是聚乙烯亚胺的15~20wt%；十七氟癸基三甲氧基硅烷溶液是以正己烷为溶剂，浓度为2~2.5wt%的溶液。
[0016]较为优化地，一种耐腐蚀不锈钢带的加工工艺制备得到的耐腐蚀不锈钢带。
[0017]本技术方案中，通过固溶处理、预处理提高气体渗氮效率；通过低气压下渗氮处理有效抑制长时间渗氮引起的氮化铬沉淀现象；协同增加耐腐蚀不锈钢的表面硬度和耐腐蚀性。同时，通过简单工艺，在其表面沉积超疏水涂层，进一步增加耐腐蚀性和自清洁性。
[0018]方案中，先通过固溶处理进行晶粒细化，晶粒细化有助于提高氮原子的扩散速率，促进渗氮。
[0019]方案中，由于在固溶温度下，其表面的形成的氧化层会影响渗氮过程，因此方案中，先在低浓度酸清洗液中去除表面氧化层，并在其表面超声刻蚀产生一定粗糙度，增加后续电沉积层的粘结性；然后表面涂覆抗氧化混合液，抑制氧化层产生，同时，利用酸液的螯合性，促进电沉积层的粘附性；最后通过表面电沉积含有镍、铈、纳米氧化硅的涂层，其在渗氮过程中形成Ni/Ce/SiO2，具有一定催化性，可以有效将促进氨气分解，提高氮原子的释放速率，从而促进渗氮效率。以此，该过程预处理之间的协同作用，有效提高了渗氮后不锈钢带表面耐磨性和耐腐蚀性。其中，电沉积过程，加入了柠檬酸促进纳米氧化硅的分散性，同时有效吸附铈，增加耐腐蚀性。
[0020]方案中，采用低温低气压渗氮过程，有效抑制氮化铬沉淀引起的耐腐蚀性下降；低温是在420~450℃（450℃是氮化铬沉淀的临界温度），但是由于该过程中氮化活化能高于常规氮化活化能，使得渗氮速率下降，因此，才进行了前面一系列预处理，促进渗氮，提高渗氮效果。同时，该工艺形成的表面层具有更好的韧性，抑制了裂纹产生；且形成了较好的氮化层，提高了耐腐蚀性。
[0021]方案中，为进一步提高耐腐蚀性，进一步在其表面形成了超疏水涂层；先使用单宁酸的螯合性由于表面嵌合，再利用亲和性将其表面浸渍单宁酸
‑
聚乙烯亚胺的涂层；利用Ni/Ce/SiO2沉积后形成氮化层具有一定粗糙度，具有物理嵌合性，以及单宁酸
‑
聚乙烯亚胺之间的氢键作用和迈克尔加成反应性，起到类似于聚多巴胺涂层的粘附性，以其为媒介，将
含有巯基的硅烷偶联剂改性纳米氧化硅利用光学接枝和硅氧接枝沉积在其表面；并通过在十七氟癸基三甲氧基硅烷溶液中低表面能处理，使其表面超疏水；增加耐腐蚀性寿命。
具体实施方式
[0022]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]以下实施例中，不锈钢板为厚度为3.0mm的304不锈钢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀不锈钢带的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：将不锈钢带进行固溶处理；整平，轧制，得到轧制不锈钢带；步骤2：将轧制不锈钢带依次经过清洗液清洗，抗氧化混合液涂覆，电沉积，得到预处理不锈钢带；步骤3：将预处理不锈钢带进行气体渗氮，得到耐腐蚀不锈钢带。2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀不锈钢带的加工工艺，其特征在于：步骤2中，具体过程为：将轧制不锈钢带置于清洗液中，设置温度为50~60℃，超声清洗1~3分钟，乙醇、去离子水清洗，氮气吹干；在其表面以涂覆量为6~10mL/m2涂覆抗氧化液混合液；在电沉积液中，设置温度为30~50℃，电流密度为8~12A/dm
‑2，直流电沉积电镀2~3分钟，表面清洗，在氮气下200~250℃下热处理10~20分钟，得到预处理不锈钢带。3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀不锈钢带的加工工艺，其特征在于：所述清洗液的组分包括2~4wt%的柠檬酸、5~10wt%的磷酸，其余为水。4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀不锈钢带的加工工艺，其特征在于：所述抗氧化混合液的组分包括3~3.5wt%氯化钠、3.5~4wt%柠檬酸、1~2wt%的L
‑
半胱氨酸，其余未税。5.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀不锈钢带的加工工艺，其特征在于：所述电沉积液的组分包括180~200g/L的氯化镍、10~20g/L的氯化铈、30~35g/L的纳米氧化硅、1~2g/L柠檬酸、50~80mL/L盐酸。6.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀不锈...

【专利技术属性】
技术研发人员：范根，单朝晖，王勇，季立锋，于陈程，陈东，薛砚星，姜振明，顾诚，徐鑫，
申请(专利权)人：江苏甬金金属科技有限公司，
类型：发明
国别省市：