本发明属于食品机械加工制造
技术领域：
，具体涉及一种搅拌机不锈钢叶片的表面处理方法。
背景技术：
：搅拌机是食品机械中常见的设备之一，其目的是将不同的原料成分进行共混拌匀，为后续的加工奠定基础。叶片是搅拌机中的必不可少的部件之一，其是搅拌机中的动力运动部件，多由不锈钢材质制成，具有代表性的就是304号不锈钢。虽然不锈钢具有不错的耐温、耐腐等特性，但其在搅拌机的使用中还需要具有良好的耐磨、耐冲击等性能，因此需要对不锈钢进行表面改进处理。目前对于不锈钢表面的处理方法较多，如镀锌、涂料涂覆、渗碳、渗氮处理等，其中因渗碳/渗氮处理的表层处理组织不易脱落，品质稳定，而被广泛应用。单纯的对不锈钢进行表面渗碳/渗氮处理，其表面硬度、耐腐性等改进效果不佳，对此有人通过先对不锈钢表面进行喷丸等处理后再进行渗碳/渗氮处理，此举很好的提升了整体处理的效果，但同样也存在一定缺陷，如喷丸处理后不锈钢表面易产生裂纹、孔洞等局部组织缺陷，在受到冲击外力时存在生成更大裂纹，甚至断裂的风险，同时也不利于防腐特性的增强。技术实现要素：本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种搅拌机不锈钢叶片的表面处理方法。本发明是通过以下技术方案实现的：一种搅拌机不锈钢叶片的表面处理方法，包括如下步骤：（1）表面清洗处理：a.将待加工的不锈钢叶片先放入到丙酮中清洗处理20~25min后取出，然后用去离子水冲洗一遍后备用；b.将操作a处理后的不锈钢叶片自然晾干后备用；（2）喷丸处理：a.对步骤（1）处理后的不锈钢叶片进行喷丸处理，完成后取出备用；b.用压缩空气对操作a处理后的不锈钢叶片表面进行喷吹去除杂质后备用；（3）改性处理：a.按对应重量份称取物质配制成改性液，所述的改性液中各成分及其对应重量份为：10~15份硅烷偶联剂、8~12份甲基丙烯酸甲酯、4~7份乙二醇、22~26份纳米二氧化硅、200~220份水；添加的硅烷偶联剂可提升纳米二氧化硅的分散性，以及其与不锈钢的相容性，并能同甲基丙烯酸甲酯一起促进纳米二氧化硅与渗氮层发生化学反应，提升其在渗氮层上的吸附固定能力，增强了填充的稳定性和效果；b.将步骤（2）处理后的不锈钢叶片浸入到操作a所得配制的改性液中，同时施加超声波处理，40~50min后将不锈钢叶片取出；c.将操作b处理后的不锈钢叶片放入到干燥室内干燥处理35~40min后取出备用；（4）渗氮处理：a.将步骤（3）处理后的不锈钢叶片放入到渗氮罐内，然后将渗氮剂加入到渗氮罐内，填充于不锈钢叶片的四周并夯实，最后将渗氮罐密封；b.加热保持渗氮罐内的温度为520~570℃，保温渗氮处理2~3h后对渗氮罐进行冷却，完成后将不锈钢叶片取出即可。进一步的，步骤（2）操作a中所述的喷丸处理所选用的喷丸介质为金刚砂，其颗粒大小为100目，喷砂时的气流压力为0.6~0.7MPa，喷嘴离工件的距离为100~110mm，喷砂的角度为90°。进一步的，步骤（3）操作a中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的任意一种。进一步的，步骤（3）操作a中所述的纳米二氧化硅的颗粒大小为30~120nm。进一步的，步骤（3）操作b中所述的超声波处理的频率为45~48kHz。进一步的，步骤（3）操作c中所述的干燥处理的温度控制为75~80℃。进一步的，步骤（4）操作a中所述的渗氮剂是由木屑、尿素、碳酸钠、氯化铵、氯化钾按照重量比13~15：8~10：3~5：1~2：0.5~1.5混合而成。现有不锈钢表面渗氮工艺中有先进行喷丸等预处理的操作，此类操作能细化不锈钢表层的晶粒，甚至使得晶粒的尺度达到纳米级，从而提高了晶界的大小，进而能提升渗氮处理的效率和渗入的深度，但此操作会在不锈钢表面产生冲击缺陷，进而会影响整体的使用特性。对此本发明对现有的不锈钢渗氮处理工艺进行了特殊的改进处理，其中仍先对不锈钢工件进行了喷丸处理，喷丸处理能细化不锈钢表面的晶粒，为后续的渗氮操作奠定基础，同时又在不锈钢表面产生了大量的微型凹坑、裂缝等，而此类组织是不利于不锈钢综合性能增强的存在，接着本发明又对不锈钢进行了特殊的改性处理，先配制了含有纳米二氧化硅的改性液，将不锈钢工件浸入到改性液中，纳米二氧化硅会沉积在不锈钢的表面，填充于微型凹坑、裂缝内，在硅烷偶联剂、甲基丙烯酸甲酯的作用下，纳米二氧化硅的填充固定强度进一步提升，且纳米二氧化硅的颗粒大小也为纳米级别，其对渗氮处理的进程无影响，最后进行了渗氮处理，渗氮剂的有效成分在渗入发生化学反应的过程中，纳米二氧化硅颗粒进一步与不锈钢结合，大幅消除了不锈钢表面微型凹坑、裂缝等缺陷问题，同时因纳米二氧化硅的物理及化学嵌入，使得渗氮层的硬度等特性进一步提升。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明对不锈钢叶片进行了特殊的表面渗氮处理，很好的优化了其表层组织结构，提升了其表面的耐磨、耐腐能力，延长了使用寿命，具有很好的推广使用价值。具体实施方式实施例1一种搅拌机不锈钢叶片的表面处理方法，包括如下步骤：（1）表面清洗处理：a.将待加工的不锈钢叶片先放入到丙酮中清洗处理20min后取出，然后用去离子水冲洗一遍后备用；b.将操作a处理后的不锈钢叶片自然晾干后备用；（2）喷丸处理：a.对步骤（1）处理后的不锈钢叶片进行喷丸处理，完成后取出备用；b.用压缩空气对操作a处理后的不锈钢叶片表面进行喷吹去除杂质后备用；（3）改性处理：a.按对应重量份称取物质配制成改性液，所述的改性液中各成分及其对应重量份为：10份硅烷偶联剂、8份甲基丙烯酸甲酯、4份乙二醇、22份纳米二氧化硅、200份水；b.将步骤（2）处理后的不锈钢叶片浸入到操作a所得配制的改性液中，同时施加超声波处理，40min后将不锈钢叶片取出；c.将操作b处理后的不锈钢叶片放入到干燥室内干燥处理35min后取出备用；（4）渗氮处理：a.将步骤（3）处理后的不锈钢叶片放入到渗氮罐内，然后将渗氮剂加入到渗氮罐内，填充于不锈钢叶片的四周并夯实，最后将渗氮罐密封；b.加热保持渗氮罐内的温度为520℃，保温渗氮处理2h后对渗氮罐进行冷却，完成后将不锈钢叶片取出即可。进一步的，步骤（2）操作a中所述的喷丸处理所选用的喷丸介质为金刚砂，其颗粒大小为100目，喷砂时的气流压力为0.6MPa，喷嘴离工件的距离为100mm，喷砂的角度为90°。进一步的，步骤（3）操作a中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550。进一步的，步骤（3）操作a中所述的纳米二氧化硅的颗粒大小为30~120nm。进一步的，步骤（3）操作b中所述的超声波处理的频率为45kHz。进一步的，步骤（3）操作c中所述的干燥处理的温度控制为75℃。进一步的，步骤（4）操作a中所述的渗氮剂是由木屑、尿素、碳酸钠、氯化铵、氯化钾按照重量比13：8：3：1：0.5混合而成。实施例2一种搅拌机不锈钢叶片的表面处理方法，包括如下步骤：（1）表面清洗处理：a.将待加工的不锈钢叶片先放入到丙酮中清洗处理23min后取出，然后用去离子水冲洗一遍后备用；b.将操作a处理后的不锈钢叶片自然晾干后备用；（2）喷丸处理：a.对步骤（1）处理后的不锈钢叶片进行喷丸处理，完成后取出备用；b.用压缩空气对操作a处理后的不锈钢叶片表面进行喷吹去除杂质后备用；（3）改性处理：a.按对应重量份称取物质配制成改性液，所述的改性液中各成分及其对应重量份为：12份硅烷偶联剂、10份甲基丙烯酸甲酯、6份乙二醇、24份纳米二氧化硅、210份水；b.将步骤（2）处理后的不锈钢叶片浸入到操作a所得配制的改性液中，同时施加超声波处理，45min后将不锈钢叶片取出；c.将操作b处理后的不锈钢叶片放入到干燥室内干燥处理38min后取出备用；（4）渗氮处理：a.将步骤（3）处理后的不锈钢叶片放入到渗氮罐内，然后将渗氮剂加入到渗氮罐内，填充于不锈钢叶片的四周并夯实，最后将渗氮罐密封；b.加热保持渗氮罐内的温度为550℃，保温渗氮处理2.5h后对渗氮罐进行冷却，完成后将不锈钢叶片取出即可。进一步的，步骤（2）操作a中所述的喷丸处理所选用的喷丸介质为金刚砂，其颗粒大小为100目，喷砂时的气流压力为0.65MPa，喷嘴离工件的距离为105mm，喷砂的角度为90°。进一步的，步骤（3）操作a中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh560。进一步的，步骤（3）操作a中所述的纳米二氧化硅的颗粒大小为30~120nm。进一步的，步骤（3）操作b中所述的超声波处理的频率为47kHz。进一步的，步骤（3）操作c中所述的干燥处理的温度控制为78℃。进一步的，步骤（4）操作a中所述的渗氮剂是由木屑、尿素、碳酸钠、氯化铵、氯化钾按照重量比14：9：4：1.5：1混合而成。实施例3一种搅拌机不锈钢叶片的表面处理方法，包括如下步骤：（1）表面清洗处理：a.将待加工的不锈钢叶片先放入到丙酮中清洗处理25min后取出，然后用去离子水冲洗一遍后备用；b.将操作a处理后的不锈钢叶片自然晾干后备用；（2）喷丸处理：a.对步骤（1）处理后的不锈钢叶片进行喷丸处理，完成后取出备用；b.用压缩空气对操作a处理后的不锈钢叶片表面进行喷吹去除杂质后备用；（3）改性处理：a.按对应重量份称取物质配制成改性液，所述的改性液中各成分及其对应重量份为：15份硅烷偶联剂、12份甲基丙烯酸甲酯、7份乙二醇、26份纳米二氧化硅、220份水；b.将步骤（2）处理后的不锈钢叶片浸入到操作a所得配制的改性液中，同时施加超声波处理，50min后将不锈钢叶片取出；c.将操作b处理后的不锈钢叶片放入到干燥室内干燥处理40min后取出备用；（4）渗氮处理：a.将步骤（3）处理后的不锈钢叶片放入到渗氮罐内，然后将渗氮剂加入到渗氮罐内，填充于不锈钢叶片的四周并夯实，最后将渗氮罐密封；b.加热保持渗氮罐内的温度为570℃，保温渗氮处理3h后对渗氮罐进行冷却，完成后将不锈钢叶片取出即可。进一步的，步骤（2）操作a中所述的喷丸处理所选用的喷丸介质为金刚砂，其颗粒大小为100目，喷砂时的气流压力为0.7MPa，喷嘴离工件的距离为110mm，喷砂的角度为90°。进一步的，步骤（3）操作a中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh570。进一步的，步骤（3）操作a中所述的纳米二氧化硅的颗粒大小为30~120nm。进一步的，步骤（3）操作b中所述的超声波处理的频率为48kHz。进一步的，步骤（3）操作c中所述的干燥处理的温度控制为80℃。进一步的，步骤（4）操作a中所述的渗氮剂是由木屑、尿素、碳酸钠、氯化铵、氯化钾按照重量比15：10：5：2：1.5混合而成。对比实施例1本对比实施例1与实施例2相比，省去步骤（3）改性处理操作a的改性液中的硅烷偶联剂和甲基丙烯酸甲酯成分，除此外的方法步骤均相同。对比实施例2本对比实施例2与实施例2相比，省去步骤（3）改性处理的整个操作，除此外的方法步骤均相同。为了对比本发明效果，选用304号不锈钢制成的试样，分别用上述实施例2、对比实施例1、对比实施例2所述的方法进行表面处理，完成后进行性能测试，具体对比数据如下表1所示：表1渗层厚度（μm）表面硬度（HV）耐应力腐蚀时长（h）表面摩擦系数实施例2498925520.18对比实施例1488104850.26对比实施例2507544110.47注：上表1中所述的耐应力腐蚀时长参照GB/T17898-1999进行测试。由上表1可以看出，本发明实施例2处理后的不锈钢的表面渗层厚度与对比实施例2相差无几，也即改性处理操作对于渗氮的深度无影响，而由于渗氮层中又固定了纳米二氧化硅成分，其表面的硬度和耐应力腐蚀特性有明显的提升，同时因消除了表面的凹坑等组织结构形态，不锈钢表面的摩擦系数也有大幅降低，降低了搅拌的阻力，综合品质好，极具推广使用价值。当前第1页1 2 3