本發明屬于醫用設備表面處理技術領域，涉及一種不銹鋼亞光處理工藝。

　　背景技術

　　由于奧氏體不銹鋼具有耐蝕性強和成本低的優點，該不銹鋼被大量應用到醫用設備行業中。在該行業中不銹鋼設備被要求加工成亞光，以避免室內燈光反光引發光污染。目前常采用亞光處理技術將不銹鋼加工成表面呈亞光且具有均勻的銀白色金屬光澤。企業大多數選擇機械方法(如拉絲、噴砂、軋制等)和化學研磨技術處理不銹鋼。

　　申請號為cn201710991265.6的發明專利公開了一種低反光度表面不銹鋼的生產方法，該專利通過二十輥軋機軋制的方式生產低反光度表面不銹鋼，但這種機械法生產的不銹鋼會出現亞光不均勻或金屬光澤性偏暗的問題。

　　申請號為cn02138212.3的發明專利公開了一種不銹鋼表面電化學氧化處理方法，將經過脫脂處理的不銹鋼材料置于硫酸、鉻酸、鉬酸鹽、錳鹽和水的電化學氧化混合液中，經正負電流交替變換，電流密度為10～100ma/dm2，在30～60℃溫度的條件下，經過5～20分鐘處理形成一薄層尖晶石氧化物，獲得的不銹鋼具有耐腐蝕性好、材料表面不變色、成本低、污染少、工藝簡單和容易控制等特點，但該不銹鋼表面電化學氧化處理方法含有毒物質和強酸，且電流正負交替變化與本發明不同，制備的不銹鋼表觀質量為光亮而非亞光效果。

　　申請號為cn201110178327.4的發明專利公開了一種不銹鋼表面納米孔陣列薄膜及其制備方法，將表面預處理后的不銹鋼作為陽極置于磷酸鹽緩沖溶液中進行電化學陽極氧化處理，電化學陽極氧化處理的時間為0.1～4h，處理后的不銹鋼表面得到納米孔陣列薄膜；電化學陽極氧化的電壓為10～80v，電化學陽極氧化的溫度為-5～40℃，該專利電壓高且陽極氧化處理時間長，適用性不佳。

　　申請號為cn200810031520.3的發明專利公開了一種不銹鋼表面改性方法，是在常規方法對不銹鋼制品預處理后，將不銹鋼制品作為陽極進行陽極極化處理，處理過程是在檸檬酸和硼酸的電解質溶液中加入檸檬酸鹽和硝酸鹽添加劑，控制電流密度和極化時間，對不銹鋼表面處理。這種不銹鋼表面改性方法獲得的不銹鋼雖然耐蝕性得到了提高，但不具有亞光效果。

　　與機械法相比，化學法既能保證金屬亞光，又有一定金屬光澤性和耐蝕性。但化學法常選擇鹽酸、硝酸、氫氟酸、硫酸等強酸和有毒物質(如氫氟酸)作為酸侵蝕劑處理不銹鋼，這些強酸和有毒物質會對環境和操作人員帶來危害，目前還沒有任何環保型亞光處理液報道。文章[王揚亞，趙程.奧氏體不銹鋼低溫滲碳硬化處理后的化學亮化處理.表面技術，2016，45(1)：106-110]發現常規化學方法處理后不銹鋼表面硬度下降，同時不銹鋼表面不具有亞光效果。為了提高不銹鋼耐蝕性，目前開始選擇含檸檬酸型鈍化液處理不銹鋼，能提高316l和304不銹鋼耐點蝕性能，但反應速度低，且不具有亞光效果。

　　由目前研究可看出，要解決亞光處理液中含強酸和有毒物質的問題需選擇含中性或弱酸的環保型亞光處理液替代，但需解決不銹鋼在含中性或弱酸(如檸檬酸)的環保型亞光處理液中溶解速度低的問題。

　　技術實現要素：

　　有鑒于此，本發明為了解決現有技術中選擇含中性或者弱酸的環保型亞光處理液替代強酸侵蝕劑處理不銹鋼，會帶來不銹鋼溶解速度低的問題，提供一種不銹鋼亞光處理工藝，通過該處理工藝處理不銹鋼，既能解決目前不銹鋼亞光處理溶液含有毒物質和強酸的環保問題，又能解決環保溶液的溶解速度低問題，為不銹鋼亞光處理發展提供新途徑。

　　為達到上述目的，本發明提供一種不銹鋼亞光處理工藝，包括如下工藝步驟：

　　(一)、前處理：

　　a、將不銹鋼工件置于70±5℃的堿性溶液中浸泡5～10min，除掉不銹鋼工件表面的油污；

　　b、將除油除污后的不銹鋼工件置于超聲波的去離子水中超聲漂洗5～10min，使得不銹鋼工件表面的污物徹底清理干凈；

　　c、將超聲處理后的不銹鋼工件置于無水乙醇中浸泡10～30s后吹干；

　　(二)、亞光陽極氧化處理：

　　d、將前處理后的不銹鋼工件與電源正極連接后置于含10～50g/lh3po4、10～30g/lc6h8o7、100～300g/lh2o2和0.4-1g/lk2so4混合物的陽極氧化亞光處理液中，并將溶液加熱升溫至60～80℃，同時將面積比為1∶1的鉑鈦網與直流電源負極相連，且兩極間距保持6.0cm，在電流密度為3.4～6.8a/dm2，工作電壓為9.4～10.5v的條件下陽極氧化30～60min，使得不銹鋼工件表面呈亞光。

　　(三)、后處理：

　　e、后處理：將亞光處理后的不銹鋼工件置于去離子水中沖洗2次，然后用無水乙醇浸泡不銹鋼工件10～30s后吹干。

　　進一步，步驟a中堿性溶液為64g/lnaoh、20g/lna2co3、10g/lna2sio3和50g/lna3po4中一種或者多種，堿性溶液的ph值為8～9。

　　進一步，步驟c和e中吹干的過程采用烘箱進行，在凈化環境下熱風吹干，烘箱風道的進氣口、出風口加裝耐高溫高效過濾器。

　　本發明的有益效果在于：

　　1、本發明所公開的一種不銹鋼亞光處理工藝，選擇不含有毒物質和強酸物質的中性酸磷酸、弱酸檸檬酸、雙氧水和中性鹽硫酸鉀的環保型亞光處理溶液作為不銹鋼工件的侵蝕劑，該環保型亞光處理溶液中磷酸和檸檬酸除了提供氫離子浸蝕金屬表面氧化膜外，磷酸根與檸檬酸根的協同作用與金屬基底氧化產生的鐵離子和鉻離子絡合形成絡合物，消耗金屬/溶液界面的金屬離子數量，進而加速金屬表面浸蝕速度。當金屬/溶液界面金屬離子達到一定濃度時，金屬離子與磷酸根形成膠體粒子覆蓋在金屬表面，形成致密的保護膜；由于金屬表面突出部位膠體粒子覆蓋物薄，因此回路電阻小，突出部位溶解速度快；相反金屬表面凹陷部位膠體粒子覆蓋后回路電阻大，該處溶解速度慢，磷酸根具有整平效果。通過磷酸根和檸檬酸根協同調節金屬表面粗糙度，使得金屬表面平整、呈現亞光且具有一定金屬光澤度，侵蝕效果佳。此外，由于檸檬酸根和磷酸根對鐵離子絡合能力強于鉻離子，因此金屬表面富鉻，經過雙氧水氧化后金屬表面硬度增加；由于界面氧化物中鐵氧化物減少，因此，耐點蝕性能得到提高。

　　2、本發明所公開的一種不銹鋼亞光處理工藝，陽極氧化和浸蝕劑能夠加速不銹鋼亞光處理的原因如下：(1)陽極氧化不銹鋼與電源正極相連，鉑鈦網與電源負極相連，不銹鋼發生陽極極化，加速金屬的陽極氧化反應過程，大量金屬鐵離子和鉻離子進入金屬/溶液界面，金屬表面粗糙度增加，溶解速度加快，減少不銹鋼亞光處理時間，不銹鋼表面短時間內形成亞光。(2)加入磷酸根與檸檬酸根磷酸根與檸檬酸根的協同作用與鐵離子和鉻離子絡合形成絡合物，加速金屬表面浸蝕速度。(3)加入導電鹽溶液中加入導電鹽k2so4，能夠降低溶液電阻，加速金屬離子在電場中遷移速度，同時降低兩極間槽電壓，減少能耗。

　　3、本發明所公開的一種不銹鋼亞光處理工藝，采用陽極氧化的工藝來加速不銹鋼工件的亞光處理速度，在外加陽極電流的條件下，環保型亞光處理溶液的溶解速度得到大幅提高，不銹鋼工件的亞光處理時間可以減少到30～60min，陽極氧化所需要的電壓極低，電解時間極短，陽極氧化所需要的能耗極低，沒有環境污染，適合批量生產。該技術既能解決目前不銹鋼亞光處理溶液含有毒物質和強酸的環保問題，又能解決環保溶液溶解速度低的問題，同時陽極氧化處理后的不銹鋼亞光度、硬度和耐孔蝕性都高于現有技術，為不銹鋼亞光處理發展提供新途徑。

　　附圖說明

　　為了使本發明的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本發明提供如下附圖進行說明：

　　圖1為對比例1中亞光化學處理304不銹鋼形貌圖；

　　圖2為實施例1中亞光陽極氧化處理304不銹鋼形貌圖；

　　圖3為對比例1中亞光化學處理304不銹鋼點蝕形貌圖；

　　圖4為實施例1中亞光陽極氧化處理304不銹鋼點蝕形貌圖。

　　具體實施方式

　　下面將對本發明的優選實施例進行詳細的描述。

　　實施例1

　　一種304不銹鋼亞光處理工藝，包括如下工藝步驟：

　　(一)、前處理：

　　a、將304不銹鋼工件置于70℃的堿性溶液中浸泡5min，除掉304不銹鋼工件表面的油污，其中堿性溶液為64g/lnaoh、20g/lna2co3、10g/lna2sio3和50g/lna3po4中一種或者多種，堿性溶液的ph值為9；

　　b、將除油除污后的304不銹鋼工件置于超聲波的去離子水中超聲漂洗10min，使得304不銹鋼工件表面的污物徹底清理干凈；

　　c、將超聲處理后的304不銹鋼工件置于無水乙醇中浸泡10s后吹干；

　　(二)、亞光陽極氧化處理：

　　d、將前處理后的304不銹鋼工件與電源正極連接后置于含28g/lh3po4、20g/lc6h8o7、200g/lh2o2和0.4-1g/lk2so4混合物的陽極氧化亞光處理液中，并將溶液加熱升溫至70℃，同時將面積比為1∶1的鉑鈦網與直流電源負極相連，且兩極間距保持6.0cm，在電流密度為3.4a/dm2，工作電壓為9.4v的條件下陽極氧化60min，使得304不銹鋼工件表面使得不銹鋼工件表面呈亞光。

　　(三)、后處理：

　　e、后處理：將亞光處理后的304不銹鋼工件置于去離子水中沖洗2次，然后用無水乙醇浸泡304不銹鋼工件10s后吹干，其中步驟c和e中吹干的過程采用烘箱進行，在凈化環境下熱風吹干，烘箱風道的進氣口、出風口加裝耐高溫高效過濾器。

　　對比例1

　　一種304不銹鋼亞光處理工藝，包括如下工藝步驟：

　　(一)、前處理：

　　a、將304不銹鋼工件置于70℃的堿性溶液中浸泡5min，除掉304不銹鋼工件表面的油污，其中堿性溶液為64g/lnaoh、20g/lna2co3、10g/lna2sio3和50g/lna3po4中一種或者多種，堿性溶液的ph值為9；

　　b、將除油除污后的304不銹鋼工件置于超聲波的去離子水中超聲漂洗10min，使得304不銹鋼工件表面的污物徹底清理干凈；

　　c、將超聲處理后的304不銹鋼工件置于無水乙醇中浸泡10s后吹干；

　　(二)、亞光化學處理：

　　d、將前處理后的304不銹鋼工件置于含28g/lh3po4、20g/lc6h8o7和200g/lh2o2混合物的光處理液中，并將溶液加熱升溫至70℃保溫60min，使得304不銹鋼工件表面得到一層陽極氧化膜；

　　(三)、后處理：

　　e、后處理：將亞光處理后的304不銹鋼工件置于去離子水中沖洗2次，然后用無水乙醇浸泡304不銹鋼工件10s后吹干，其中步驟c和e中吹干的過程采用烘箱進行，在凈化環境下熱風吹干，烘箱風道的進氣口、出風口加裝耐高溫高效過濾器。

　　按照公式1計算304不銹鋼工件試樣的亞光度，其中γ指亞光度；ε0指未陽極氧化不銹鋼光澤度；ε指陽極氧化不銹鋼光澤度。

　　圖1為對比例1中未進行陽極氧化處理的304不銹鋼形貌圖，圖2為實施例1中亞光陽極氧化處理后的304不銹鋼形貌圖，圖3為對比例1中未進行陽極氧化處理的304不銹鋼點蝕形貌圖，圖4為實施例1中亞光陽極氧化處理后的304不銹鋼點蝕形貌圖。經檢測發現，與化學法相比，亞光陽極氧化處理后304不銹鋼亞光度明顯提高(見表1)，且不銹鋼保持了銀白色金屬光澤；硬度(hv0.2)增加為未處理不銹鋼的1.1倍；按照gb/t17899-1999標準，304不銹鋼點蝕電位明顯正移約380mv，點蝕程度明顯下降。

　　表1.304不銹鋼經過不同亞光工藝后性能

　　實施例2

　　一種316l不銹鋼亞光處理工藝，包括如下工藝步驟：

　　(一)、前處理：

　　a、將316l不銹鋼工件置于70℃的堿性溶液中浸泡5min，除掉316l不銹鋼工件表面的油污，其中堿性溶液為64g/lnaoh、20g/lna2co3、10g/lna2sio3和50g/lna3po4中一種或者多種，堿性溶液的ph值為8；

　　b、將除油除污后的316l不銹鋼工件置于超聲波的去離子水中超聲漂洗10min，使得316l不銹鋼工件表面的污物徹底清理干凈；

　　c、將超聲處理后的316l不銹鋼工件置于無水乙醇中浸泡10s后吹干；

　　(二)、亞光陽極氧化處理：

　　d、將前處理后的316l不銹鋼工件與電源正極連接后置于含28g/lh3po4、20g/lc6h8o7和200g/lh2o2和0.4-1g/lk2so4混合物的陽極氧化亞光處理液中，并將溶液加熱升溫至70℃，同時將面積比為1∶1的鉑鈦網與直流電源負極相連，且兩極間距保持6.0cm，在電流密度為3.5a/dm2，工作電壓為10.5v的條件下陽極氧化60min，使得316l不銹鋼工件表面得到一層陽極氧化膜；

　　(三)、后處理：

　　e、后處理：將亞光處理后的316l不銹鋼工件置于去離子水中沖洗2次，然后用無水乙醇浸泡316l不銹鋼工件10s后吹干，其中步驟c和e中吹干的過程采用烘箱進行，在凈化環境下熱風吹干，烘箱風道的進氣口、出風口加裝耐高溫高效過濾器。

　　對比例2

　　一種316l不銹鋼亞光處理工藝，包括如下工藝步驟：

　　(一)、前處理：

　　a、將316l不銹鋼工件置于70℃的堿性溶液中浸泡5min，除掉316l不銹鋼工件表面的油污，其中堿性溶液為64g/lnaoh、20g/lna2co3、10g/lna2sio3和50g/lna3po4中一種或者多種，堿性溶液的ph值為8；

　　b、將除油除污后的316l不銹鋼工件置于超聲波的去離子水中超聲漂洗10min，使得316l不銹鋼工件表面的污物徹底清理干凈；

　　c、將超聲處理后的316l不銹鋼工件置于無水乙醇中浸泡10s后吹干；

　　(二)、亞光化學處理：

　　d、將前處理后的304不銹鋼工件置于含28g/lh3po4、20g/lc6h8o7和200g/lh2o2混合物的光處理液中，并將溶液加熱升溫至70℃保溫60min，使得316l不銹鋼工件表面得到一層陽極氧化膜；

　　(三)、后處理：

　　e、后處理：將亞光處理后的316l不銹鋼工件置于去離子水中沖洗2次，然后用無水乙醇浸泡316l不銹鋼工件10s后吹干，其中步驟c和e中吹干的過程采用烘箱進行，在凈化環境下熱風吹干，烘箱風道的進氣口、出風口加裝耐高溫高效過濾器。

　　按照公式1計算316l不銹鋼工件試樣的亞光度(見表2所示)。經檢測發現，與化學法相比檢測發現亞光陽極氧化處理后316l不銹鋼的亞光度為17.1％，且316l不銹鋼保持銀白色金屬光澤；亞光陽極氧化處理后硬度(hv0.2)為化學處理不銹鋼的1.03倍；按照gb/t17899-1999標準亞光陽極氧化處理后316l不銹鋼點蝕電位明顯正移約150mv，點蝕程度明顯下降。

　　表2.316l不銹鋼經過不同亞光工藝后性能

　　最后說明的是，以上優選實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管通過上述優選實施例已經對本發明進行了詳細的描述，但本領域技術人員應當理解，可以在形式上和細節上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發明權利要求書所限定的范圍。

　　技術特征：

　　技術總結

　　本發明屬于醫用設備表面處理技術領域，涉及一種不銹鋼亞光處理工藝，其主要技術方案為：將除油后的不銹鋼工件與電源正極連接后置于含10～50g/LH3PO4、10～30g/LC6H8O7、100～300g/LH2O2和0.4?1g/LK2SO4混合物的陽極氧化亞光處理液中，并將溶液加熱升溫至60～80℃，同時將面積比為1∶1的鉑鈦網與直流電源負極相連，且兩極間距保持6.0cm，在電流密度為3.4～6.8A/dm2，工作電壓為9.4～10.5V的條件下陽極氧化30～60min，使得不銹鋼工件表面呈亞光且具有銀白色金屬光澤，不銹鋼硬度提高，耐點蝕性能提高，本發明提供一種不銹鋼亞光處理工藝，該工藝既能解決目前不銹鋼亞光處理溶液含有毒物質和強酸的環保問題，又能解決環保溶液的溶解速度低問題，為不銹鋼亞光技術處理發展提供新途徑。

　　技術研發人員：鄧洪達;高翔;曹獻龍;嚴永博;侯曉發

　　受保護的技術使用者：重慶科技學院

　　技術研發日：2018.07.25

　　技術公布日：2018.11.30