本发明涉及铁基体表面的氧化膜,具体地说是一种铁基防锈复合氧化膜。
背景技术:
铁在使用过程中很容易生锈。当铁制成铁锅等烹调器具时,由于烹调器具在使用时会接触到许多盐、醋等化学物质,这些物质会腐蚀铁,为了防止这一点,人们在铁表面氧化处理形成一层氧化膜,使得铁表面呈黑色。
所述的黑色氧化膜通常由feo、fe3o4和fe2o3三层组成,其分布状况是靠近基体的是灰色的氧化亚铁(feo),中间层是蓝黑色的磁性氧化铁(fe3o4),最外层是少量红棕色的三氧化二铁(fe2o3),其中以α-fe2o3为主。feo层最厚,约占整个氧化膜厚度的90%。目前形成前述氧化膜所用的加工方法为:将铁基体置于熔融的强碱性熔液中进行氧化,温度在400-450℃,氧化膜的孔隙小,由于熔液呈碱性,对生成的氧化膜孔隙无溶解能力,当氧化膜的厚度在2-5微米时,孔隙就被封闭,氧化膜的厚度就不再增加。采用目前的加工方法,氧化膜的厚度通常在2-5微米。也正是由于氧化膜的厚度较薄,其防锈性能低,耐蚀性差,耐酸性也差,耐磨度也很低。
技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷,提供一种浸泡在酸性处理液中进行化学反应生成的铁基复合氧化膜,其厚度最大可达50微米左右,以提高氧化膜的防锈性能、耐磨性能、耐高温性能及硬度,尤其是防锈性能。
为此,本发明采用如下的技术方案:一种铁基防锈复合氧化膜,其采用铁基体浸泡在酸性处理液中进行化学反应生成,浸泡温度控制在90-110℃,浸泡时间为20-60分钟,该酸性处理液的配制方法如下:在水中先加入h3po4,然后加入feo、ca(no3)2、sncl2和nano3,搅拌形成酸性处理液;
上述feo的添加量为5-15g/l,ca(no3)2的添加量为5-15g/l,sncl2的添加量为5-15g/l,h3po4的添加量为15-35g/l,nano3的添加量为1-10g/l。
本发明所述的铁基体可以为除油、除锈后的钢板或铸铁,钙和锡可以明显提高复合氧化膜的防锈性能。由于本发明所用的处理液呈酸性,对氧化膜的孔隙具有溶解能力,从而可以使氧化膜的厚度最大可达50微米左右。本发明的复合氧化膜呈灰黑色。
作为对上述技术方案的进一步完善和补充,本发明采取以下技术措施:
所述复合氧化膜的厚度为5-50微米,优选为35-45微米。
浸泡温度优选控制在95-100℃。
浸泡时间优选为30-50分钟。
所述feo的添加量优选为8-12g/l。
所述ca(no3)2的添加量优选为8-12g/l。
所述sncl2的添加量优选为8-12g/l。
所述h3po4的添加量优选为20-30g/l。
所述nano3的添加量优选为3-8g/l。
本发明具有以下有益效果:本发明在铁基体表面形成的氧化膜,其厚度最大可以达到50微米左右,使防锈性能、耐磨性能、耐高温性能及硬度均得到了很大的提高,也使其与涂料之间具有较好的结合力,特别是防锈性能(耐盐、酸、碱)得到很大的提高。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
实施例1
铁基防锈复合氧化膜,其采用铁基体浸泡在酸性处理液中进行化学反应生成,浸泡温度控制在95℃,浸泡时间为30分钟,该酸性处理液的配制方法如下:在水中先加入h3po4,然后加入feo、ca(no3)2、sncl2和nano3,搅拌形成酸性处理液;上述feo的添加量为8g/l,ca(no3)2的添加量为8g/l,sncl2的添加量为8g/l,h3po4的添加量为20g/l,nano3的添加量为3g/l。
得到的复合氧化膜的厚度为35微米。
实施例2
铁基防锈复合氧化膜,其采用铁基体浸泡在酸性处理液中进行化学反应生成,浸泡温度控制在98℃,浸泡时间为40分钟,该酸性处理液的配制方法如下:在水中先加入h3po4,然后加入feo、ca(no3)2、sncl2和nano3,搅拌形成酸性处理液;上述feo的添加量为10g/l,ca(no3)2的添加量为10g/l,sncl2的添加量为10g/l,h3po4的添加量为25g/l,nano3的添加量为5g/l。
得到的复合氧化膜的厚度为40微米。
实施例3
铁基防锈复合氧化膜,其采用铁基体浸泡在酸性处理液中进行化学反应生成,浸泡温度控制在100℃,浸泡时间为50分钟,该酸性处理液的配制方法如下:在水中先加入h3po4,然后加入feo、ca(no3)2、sncl2和nano3,搅拌形成酸性处理液;上述feo的添加量为12g/l,ca(no3)2的添加量为12g/l,sncl2的添加量为12g/l,h3po4的添加量为30g/l,nano3的添加量为8g/l。
得到的复合氧化膜的厚度为45微米。
对上述实施例得到的复合氧化膜进行性能检测,检测方法及相应的结果如下:
耐盐:1)在常温下,复合氧化膜浸泡在5%氯化钠溶液中96个小时。检测结果:没有锈蚀。2)复合氧化膜浸泡在100℃的5%氯化钠溶液中8个小时。检测结果:没有锈蚀。
耐酸:在常温下,复合氧化膜浸泡在2-5%冰醋酸中12个小时。检测结果:不穿膜。
耐碱:在常温下,复合氧化膜浸泡在5%碳酸钠溶液中120个小时。检测结果:无锈蚀。
耐高温:650℃左右。
硬度:模氏硬度,6级(未经氧化处理的钢板硬度为4-5级)。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均落入本发明的保护范围内。