本发明涉及铁基体表面的氧化膜，具体地说是一种铁基耐磨复合氧化膜。
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100微米左右，以提高复合氧化膜的防锈性能、耐磨性能、耐高温性能及硬度，尤其是耐磨性能。
为此，本发明采用如下的技术方案：一种铁基耐磨复合氧化膜，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95-102℃，浸泡时间为20-70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、mno2和nano3，搅拌形成酸性处理液；
上述feo的添加量为10-30g/l，mno2的添加量为10-30g/l，h3po4的添加量为30-70g/l，nano3的添加量为2-20g/l。
本发明所述的铁基体可以为除油、除锈后的钢板或铸铁，锰可以明显提高复合氧化膜的耐磨性能。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100微米左右。本发明的复合氧化膜呈深黑色。
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10-100微米，优选为30-60微米。
浸泡温度优选控制在96-98℃。
浸泡时间优选为30-50分钟。
所述feo的添加量优选为16-24g/l。
所述mno2的添加量优选为16-24g/l。
所述h3po4的添加量优选为40-60g/l。
所述nano3的添加量优选为6-16g/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100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，特别是耐磨性能得到很大的提高。
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
铁基耐磨复合氧化膜，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96℃，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、mno2和nano3，搅拌形成酸性处理液；上述feo的添加量为16g/l，mno2的添加量为16g/l，h3po4的添加量为40g/l，nano3的添加量为6g/l。
得到的复合氧化膜的厚度为30微米。
实施例2
铁基耐磨复合氧化膜，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97℃，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、mno2和nano3，搅拌形成酸性处理液；上述feo的添加量为20g/l，mno2的添加量为20g/l，h3po4的添加量为50g/l，nano3的添加量为10g/l。
得到的复合氧化膜的厚度为40微米。
实施例3
铁基耐磨复合氧化膜，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、mno2和nano3，搅拌形成酸性处理液；上述feo的添加量为24g/l，mno2的添加量为24g/l，h3po4的添加量为60g/l，nano3的添加量为16g/l。
得到的复合氧化膜的厚度为50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48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3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4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48个小时。检测结果：无锈蚀。
耐磨数值（采用四球摩擦磨损试验机）：经过本发明氧化处理的钢板试片的磨损量为未经处理钢板试片的1/4。
耐高温：400℃左右。
硬度：模氏硬度，6-7级（现有铁基黑色氧化膜为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。