一种耐磨双相不锈钢带及其加工工艺的制作方法

本发明涉及不锈钢带，具体公开了一种耐磨双相不锈钢带及其加工工艺。

背景技术：

1、双相不锈钢制成的不锈钢带兼具铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的特性，力学性能与耐腐蚀性能均优于传统的奥氏体型和铁素体型不锈钢。而随着经济的持续发展和人们生活质量的不断提高，要求不锈钢带拥有更好的性能。

2、为了提高不锈钢带的抗菌能力，常在双相不锈钢中引入铜；然而无论是在不锈钢基体中引入铜元素还是在表面镀覆铜，都会导致耐蚀性、表面耐磨性等性能的下降，影响产品的性能和寿命。而通过在表面涂覆具有耐蚀、抗菌性的涂料又存在结合力不佳的问题。因此，研究一种耐腐蚀性好、抗菌性好的耐磨双相不锈钢带及其加工工艺具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种耐磨双相不锈钢带及其加工工艺，以解决现有技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种耐磨双相不锈钢带的加工工艺，包括以下步骤：s1：在双相不锈钢带表面电镀铁-镍-铜层，得不锈钢带a；

3、s2：取有机硅树脂、含氢硅油、乙醇、纳米碳化硅、耐蚀抗菌剂，混合均匀，得耐蚀抗菌涂料；

4、s3：将耐蚀抗菌涂料涂覆于不锈钢带a表面，室温通风干燥2~3天，得表面有耐蚀抗菌涂层的不锈钢带b；在不锈钢带b表面涂覆含镓氧化锌溶胶，热处理，得表面有含镓氧化锌层的耐磨双相不锈钢带。

5、较为优化地，所述热处理包括以下步骤：90~100℃处理4~6h，200~220℃处理25~30min。

6、较为优化地，所述电镀的工艺为：ph=7~8，温度55~60℃，直流电流3~5a/dm3，时间20~30min；电镀使用的镀液包括以下成分：40~50g/l六水合硫酸镍、20~30g/l硫酸铁、30~40g/l五水硫酸铜、35~45g/l二水合柠檬酸钠、25~30g/l醋酸钠、20~25g/l次亚磷酸钠。

7、较为优化地，所述耐蚀抗菌涂料包括以下原料，按质量份数计：取75~85份有机硅树脂、10~15份含氢硅油、10~15份乙醇、25~35份纳米碳化硅、10~15份耐蚀抗菌剂。

8、较为优化地，所述耐蚀抗菌剂的制备包括以下步骤：步骤一：在水中加入十六胺、三聚磷酸二氢铝，加入水与有机胺的混合溶液，常温下搅拌1~2h，抽滤、洗涤、干燥、研磨得十六胺插层三聚磷酸二氢铝；

9、步骤二：取十六胺插层三聚磷酸二氢铝、乙醚，加压升温至85~90℃搅拌均匀，加入3,4-二羟基肉桂醛，搅拌30~40min，加入冰乙酸，反应4~6h，除去溶剂，得中间体；

10、步骤三：取中间体、5,6-二溴苯并咪唑、瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵、碳酸钠，加入乙醇中搅拌均匀，70~78℃搅拌5~7h，除去溶剂，得耐蚀抗菌剂。

11、较为优化地，所述十六胺插层三聚磷酸二氢铝包括以下原料，按质量份数计：2~3份十六胺、3~4份三聚磷酸二氢铝、20~30份混合溶液；所述混合溶液为体积比（3~4）：1的水与有机胺溶液；

12、所述中间体包括以下原料，按质量份数计：8~10份十六胺插层三聚磷酸二氢铝、4~6份3,4-二羟基肉桂醛、2~3份冰乙酸；

13、所述耐蚀抗菌剂包括以下原料，按质量份数计：4~5份中间体、4.5~6份5,6-二溴苯并咪唑、2~3份瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵、2~3份碳酸钠。

14、较为优化地，所述混合溶液为体积比3：1的水与正丙胺溶液。

15、较为优化地，所述含镓氧化锌溶胶的制备包括以下步骤：取硝酸锌、乙酰丙酮锌、硝酸镓、乙醇，在50~60℃下搅拌均匀，陈化24~25h，得含镓氧化锌溶胶；所述含镓氧化锌溶胶中，硝酸锌的浓度为0.1~0.15mol/l，硝酸镓浓度0.002~0.003mol/l，乙酰丙酮锌浓度为0.1~0.15mol/l。

16、较为优化地，所述含镓氧化锌溶胶经改性后得到改性含镓氧化锌溶胶后再涂覆，所述改性含镓氧化锌溶胶的制备包括以下步骤：将乙烯基三乙氧基硅烷加入水中，搅拌均匀，加入含镓氧化锌溶胶，45~50℃搅拌4~6h，加入铂催化剂，搅拌均匀，得改性含镓氧化锌溶胶。

17、较为优化地，所述改性含镓氧化锌溶胶包括以下原料，按质量份数计：2~4份乙烯基三乙氧基硅烷、10~15份水、100~110份含镓氧化锌溶胶、0.006~0.008份铂催化剂。

18、较为优化地，所述耐蚀抗菌涂层的厚度为10~15μm；所述含镓氧化锌层的厚度为60~80nm。

19、较为优化地，所述双相不锈钢带的成分按照质量百分比为：c 0.001~0.002%；cr23~25%；mn 8~9%；n 0.5~0.7%；ni 0.001~0.005%；余量为铁和其他不可避免的杂质。

20、较为优化地，所属双相不锈钢带的厚度为0.5~0.8mm。

21、较为优化地，所属双相不锈钢带的厚度为0.6mm。

22、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：首先在双相不锈钢带表面镀覆铁-镍-铜层，得不锈钢带a；由于铁和镍的存在，该镀层与双相不锈钢带结合力好，镀层平整，将该层作为打底层，有利于后续步骤的进行；铜有抑菌作用，但细菌浓度高时抗菌效果不佳，且耐腐蚀性、耐磨性需进一步改进；

23、在不锈钢带a表面涂覆耐蚀抗菌涂料，得表面有耐蚀抗菌涂层的不锈钢带b；其中：三聚磷酸二氢铝能释放出络合能力强的三聚磷酸根离子，与金属层结合力强，能形成致密的耐腐蚀薄膜，在其中插层十六胺引入氨基，使其可参与下一步与3,4-二羟基肉桂醛的醛基反应；首先亲水性的醛基与十六胺的疏水长碳链烷基结合，形成两亲性结构，可更有效地结合在细菌表层，提升抑菌效果，且3,4-二羟基肉桂醛也可提供耐蚀、抗菌的效果；下一步改性中引入5,6-二溴苯并咪唑、瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵；苯并咪唑结构同时拥有缓蚀、抗菌的作用；瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵一方面作为分散剂提高整体分散性，且可以进一步提升抗菌能力，同时可作为增稠剂调整粘度；综上，该耐蚀抗菌剂有很好的耐蚀抗菌作用，且在耐蚀抗菌涂料中分散性好，与金属层结合性好；

24、为了进一步提高抗菌性以及耐磨性，又引入含镓氧化锌溶胶；镓析出离子时能有效抑制细菌的增殖活动，但将其加入不锈钢基体可能导致热加工性能和冷成型性能下降；镓的电镀较困难，如果通过电镀引入，镀层不平整反而会引起耐蚀、耐磨性能的下降，因此本发明将其与氧化锌结合再喷涂至不锈钢带表面；由于本发明的含镓氧化锌溶胶经乙烯基三乙氧基硅烷改性，含有双键，且上一层耐蚀抗菌层中添加有含氢硅油，因此两者可在热处理时，在铂催化剂催化下发生加成反应，提高两层的结合力，提高不锈钢带抗菌性的同时提高耐磨性。

技术特征：

1.一种耐磨双相不锈钢带的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种耐磨双相不锈钢带的加工工艺，其特征在于：所述电镀的工艺为：ph=7~8，温度55~60℃，直流电流3~5a/dm3，时间20~30min；电镀使用的镀液包括以下成分：40~50g/l六水合硫酸镍、20~30g/l硫酸铁、30~40g/l五水硫酸铜、35~45g/l二水合柠檬酸钠、25~30g/l醋酸钠、20~25g/l次亚磷酸钠。

3.根据权利要求1所述的一种耐磨双相不锈钢带的加工工艺，其特征在于：所述耐蚀抗菌涂料包括以下原料，按质量份数计：取75~85份有机硅树脂、10~15份含氢硅油、10~15份乙醇、25~35份纳米碳化硅、10~15份耐蚀抗菌剂。

4.根据权利要求1所述的一种耐磨双相不锈钢带的加工工艺，其特征在于：所述耐蚀抗菌涂层的厚度为10~15μm；所述含镓氧化锌层的厚度为60~80nm。

5.根据权利要求1所述的一种耐磨双相不锈钢带的加工工艺，其特征在于：所述耐蚀抗菌剂的制备包括以下步骤：步骤一：在水中加入十六胺、三聚磷酸二氢铝，加入水与有机胺的混合溶液，常温下搅拌1~2h，抽滤、洗涤、干燥、研磨得十六胺插层三聚磷酸二氢铝；

6.根据权利要求5所述的一种耐磨双相不锈钢带的加工工艺，其特征在于：所述十六胺插层三聚磷酸二氢铝包括以下原料，按质量份数计：2~3份十六胺、3~4份三聚磷酸二氢铝、20~30份混合溶液；所述混合溶液为体积比（3~4）：1的水与有机胺溶液；

7.根据权利要求1所述的一种耐磨双相不锈钢带的加工工艺，其特征在于：所述含镓氧化锌溶胶的制备包括以下步骤：取硝酸锌、乙酰丙酮锌、硝酸镓、乙醇，在50~60℃下搅拌均匀，陈化24~25h，得含镓氧化锌溶胶；所述含镓氧化锌溶胶中，硝酸锌的浓度为0.1~0.15mol/l，硝酸镓浓度0.002~0.003mol/l，乙酰丙酮锌浓度为0.1~0.15mol/l。

8.根据权利要求1所述的一种耐磨双相不锈钢带的加工工艺，其特征在于：所述含镓氧化锌溶胶经改性后得到改性含镓氧化锌溶胶后再涂覆，所述改性含镓氧化锌溶胶的制备包括以下步骤：将乙烯基三乙氧基硅烷加入水中，搅拌均匀，加入含镓氧化锌溶胶，45~50℃搅拌4~6h，加入铂催化剂，搅拌均匀，得改性含镓氧化锌溶胶；

9.根据权利要求1所述的一种耐磨双相不锈钢带的加工工艺，其特征在于：所述双相不锈钢带的成分按照质量百分比为：c 0.001~0.002%；cr 23~25%；mn 8~9%；n 0.5~0.7%；ni0.001~0.005%；余量为铁和其他不可避免的杂质。

10.根据权利要求1~9任意一项所述的一种耐磨双相不锈钢带的加工工艺制备的耐磨双相不锈钢带。

技术总结本发明涉及不锈钢带技术领域，具体公开了一种耐磨双相不锈钢带及其加工工艺；具体包括以下步骤：S1：在双相不锈钢带表面电镀铁‑镍‑铜层，得不锈钢带A；镀液包括以下成分：40~50g/L六水合硫酸镍、20~30g/L硫酸铁、30~40g/L五水硫酸铜、35~45g/L二水合柠檬酸钠、25~30g/L醋酸钠、20~25g/L次亚磷酸钠；S2：取有机硅树脂、含氢硅油、乙醇、纳米碳化硅、耐蚀抗菌剂，混匀，得耐蚀抗菌涂料；S3：将耐蚀抗菌涂料涂覆于不锈钢带A表面，室温干燥，得表面有耐蚀抗菌涂层的不锈钢带B；在不锈钢带B表面涂覆含镓氧化锌溶胶，热处理，得表面有含镓氧化锌层的耐磨双相不锈钢带。技术研发人员：单朝晖,季钰程,陈苏皖,王未,郭宇纬,王伟,茅爱飞,季立锋,陈耀辉,季倪伟受保护的技术使用者：江苏甬金金属科技有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/13