阅读说明：本技术 一种环保型金黄色奥氏体不锈钢的制造方法 (Manufacturing method of environment-friendly golden austenitic stainless steel ) 是由 冯翰秋 屈华鹏 陈海涛 郎宇平 于 2019-12-16 设计创作，主要内容包括：一种环保型金黄色奥氏体不锈钢的制造方法,不锈钢材料表面改性技术领域。步骤为：将不锈钢放入无水乙醇中超声波清洗除油；所得不锈钢使用400-1200号水砂纸依次打磨,之后进行机械抛光处理；所得不锈钢放置在无水乙醇中进行超声波清洗除油；对所得不锈钢放置在马弗炉中加热10～60min,加热温度为600～700℃,冷却方式为空冷；所得不锈钢试验放入1％硅酸钠水溶液中浸泡5～15min,取出后用去离子水清洗,干燥。优点在于,生产工艺简单、生产周期短、颜色稳定可控、能耗成本低、环保无污染,适用于批量生产；获得的不锈钢,表面氧化膜层比较稳定,颜色光亮均匀且重现性好,具有良好的表面硬度和耐磨性。(A method for manufacturing environment-friendly golden austenitic stainless steel, belonging to the technical field of surface modification of stainless steel materials. The method comprises the following steps: putting stainless steel into absolute ethyl alcohol for ultrasonic cleaning and oil removal; sequentially grinding the stainless steel by using 400-1200 # water sand paper, and then performing mechanical polishing treatment; the obtained stainless steel is placed in absolute ethyl alcohol for ultrasonic cleaning and oil removal; placing the stainless steel in a muffle furnace to be heated for 10-60 min, wherein the heating temperature is 600-700 ℃, and the cooling mode is air cooling; and (3) putting the stainless steel into a 1% sodium silicate aqueous solution for soaking for 5-15 min, taking out, washing with deionized water, and drying. The method has the advantages of simple production process, short production period, stable and controllable color, low energy consumption cost, environmental protection, no pollution and suitability for batch production; the obtained stainless steel has stable surface oxide film layer, bright and uniform color, good reproducibility, and good surface hardness and wear resistance.)

一种环保型金黄色奥氏体不锈钢的制造方法

技术领域

本发明属于不锈钢材料表面改性技术领域，特别是涉及一种环保型金黄色奥氏体不锈钢的制造方法。

背景技术

随着社会经济的发展，人们的生活需求日益提高，对于不锈钢的需求不再局限于其自身的优良性能，而是更加注重于不锈钢的装饰性以及艺术性，彩色不锈钢的着色技术开始被广泛关注。奥氏体不锈钢作为不锈钢中的一类重要钢种，因为其出色的耐蚀性、耐磨性、强韧性和加工性能而被广泛应用于化工、能源、建筑、交通、日用家居等多个领域。将奥氏体不锈钢彩色化，在保证其优良性能的基础上，极大地增加了观赏性，使彩色奥氏体不锈钢在建筑外壁、艺术雕塑、浮雕壁画、家庭装饰等方面有着出色的表现。

目前常见的奥氏体不锈钢表面着色方法包括物理气相沉积法，化学着色法，电化学着色法以及有机涂层涂色法等。其中，化学着色法(INCO法)和电化学着色法因其成熟简单的工艺流程和成品颜色多样性被作为主要的奥氏体不锈钢着色方法。但化学着色法的着色液包含六价铬离子，会对人体与环境危害性极大并且颜色的重现性较差；而较为环保的电化学着色法则有着成本较高，着色效果不均匀等劣势，只能用于形状简单规格较小的不锈钢件。所以寻找一种新型环保低成本的奥氏体不锈钢着色方法尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环保型金黄色奥氏体不锈钢的制造方法，解决了电化学着色法则有着成本较高，着色效果不均匀等问题。实现了生产工艺简单、周期短、颜色稳定可控、能耗成本低、环保无污染制备金黄色奥氏体不锈钢。

本发明采用氧化膜干涉的原理，通过调整热处理参数来控制不锈钢表面氧化膜的种类、形貌与厚度，从而使不锈钢表面的透明氧化膜在自然光的干涉下产生颜色。具体工艺步骤及控制的技术参数如下：

(1)将不锈钢放入无水乙醇中超声波清洗除油；

(2)对步骤(1)所得不锈钢使用400-1200号水砂纸依次打磨，之后进行机械抛光处理；

(3)对步骤(2)所得不锈钢放置在无水乙醇中进行超声波清洗除油；

(4)对步骤(3)所得不锈钢放置在马弗炉中加热10～60min，加热温度为600～700℃，冷却方式为空冷；

(5)对步骤(4)所得不锈钢试验放入1％硅酸钠水溶液中浸泡5～15min，取出后用去离子水清洗，干燥，以获得金黄色奥氏体不锈钢。

本发明所述步骤(1)超声波清洗温度为40～60℃，清洗时间为10～30min。

本发明所述步骤(3)超声波清洗温度为20～40℃，清洗时间为5～15min。

本发明所述步骤(5)1％硅酸钠水溶液pH值为5～6，温度为80～90℃。

本发明的有益效果：

通过采用本发明提出的环保型金黄色奥氏体不锈钢的方法，具有如下优点：

(1)本发明方法生产工艺简单、生产周期短、颜色稳定可控、能耗成本低、环保无污染，适用于批量生产；

(2)本发明适用于各种规格的可进行机械抛光的奥氏体不锈钢产品，且不改变奥氏体不锈钢的形状和尺寸；

(3)本发明所述方法获得的金黄色奥氏体不锈钢，表面氧化膜层比较稳定，颜色光亮均匀且重现性好，具有良好的表面硬度和耐磨性。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1：一种环保型金黄色奥氏体不锈钢的制造方法。

表1本发明一种环保型金黄色奥氏体不锈钢样品化学成分(wt.％)

1.步骤

(1)将不锈钢放入40℃的无水乙醇中超声波清洗除油10min；

(2)对步骤(1)所得不锈钢使用400-1200号水砂纸依次打磨，之后进行机械抛光处理；

(3)对步骤(2)所得不锈钢放放置在20℃的无水乙醇中进行超声波清洗除油5min；

(4)对步骤(3)所得不锈钢放置在马弗炉中加热20min，加热温度为600℃，到温装炉，加热气氛为空气，冷却方式为空冷；

(5)对步骤(4)所得不锈钢试验放入pH值为5，80℃的1％硅酸钠水溶液中浸泡5min，取出后用去离子水清洗，干燥，以获得金黄色奥氏体不锈钢。

2.性能

(1)采用EM500-2A型显微硬度计测试金黄色奥氏体不锈钢表面显微硬度，实验载荷为200g，加载时间为10s，测量不锈钢表面中心位置以及距离边界四分之一边长处共5个测试点，取其平均值。不锈钢表面显微硬度为215HV。

(2)在不锈钢表面放置一块绘图橡皮，在橡皮上放置一块500g砝码，使橡皮在不锈钢表面低速往复摩擦，纪录着色膜消失时的来回次数，根据此方法比较不锈钢着色膜的耐磨性能。着色膜消失时的来回次数为316次。

实施例2：一种环保型金黄色奥氏体不锈钢的制造方法。

表2本发明一种环保型金黄色奥氏体不锈钢样品化学成分(wt.％)

1.步骤

(1)将不锈钢放入50℃的无水乙醇中超声波清洗除油20min；

(2)对步骤(1)所得不锈钢使用400-1200号水砂纸依次打磨，之后进行机械抛光处理；

(3)对步骤(2)所得不锈钢放放置在30℃的无水乙醇中进行超声波清洗除油10min；

(4)对步骤(3)所得不锈钢放置在马弗炉中加热40min，加热温度为600℃，到温装炉，加热气氛为空气，冷却方式为空冷；

(5)对步骤(4)所得不锈钢试验放入pH值为5.5，85℃的1％硅酸钠水溶液中浸泡10min，取出后用去离子水清洗，干燥，以获得金黄色奥氏体不锈钢。

2.性能

(1)不锈钢表面显微硬度测试方法同实施例1。不锈钢表面显微硬度为261HV。

(2)不锈钢着色膜耐磨性测试方法同实施例1。着色膜消失时的来回次数为370次。

实施例3：一种环保型金黄色奥氏体不锈钢的制造方法。

表3本发明一种环保型金黄色奥氏体不锈钢样品化学成分(wt.％)

1.步骤

(1)将不锈钢放入60℃的无水乙醇中超声波清洗除油30min；

(2)对步骤(1)所得不锈钢使用400-1200号水砂纸依次打磨，之后进行机械抛光处理；

(3)对步骤(2)所得不锈钢放放置在40℃的无水乙醇中进行超声波清洗除油10min；

(4)对步骤(3)所得不锈钢放置在马弗炉中加热60min，加热温度为600℃，到温装炉，加热气氛为空气，冷却方式为空冷；

(5)对步骤(4)所得不锈钢试验放入pH值为6，90℃的1％硅酸钠水溶液中浸泡15min，取出后用去离子水清洗，干燥，以获得金黄色奥氏体不锈钢。

2.性能

(1)不锈钢表面显微硬度测试方法同实施例1。不锈钢表面显微硬度为297HV。

(2)不锈钢着色膜耐磨性测试方法同实施例1。着色膜消失时的来回次数为442次。

实施例4：一种环保型金黄色奥氏体不锈钢的制造方法。

表4本发明一种环保型金黄色奥氏体不锈钢样品化学成分(wt.％)

1.步骤

(1)将不锈钢放入40℃的无水乙醇中超声波清洗除油10min；

(2)对步骤(1)所得不锈钢使用400-1200号水砂纸依次打磨，之后进行机械抛光处理；

(3)对步骤(2)所得不锈钢放放置在20℃的无水乙醇中进行超声波清洗除油10min；

(4)对步骤(3)所得不锈钢放置在马弗炉中加热20min，加热温度为700℃，到温装炉，加热气氛为空气，冷却方式为空冷；

(5)对步骤(4)所得不锈钢试验放入pH值为5，80℃的1％硅酸钠水溶液中浸泡5min，取出后用去离子水清洗，干燥，以获得金黄色奥氏体不锈钢。

2.性能

(1)不锈钢表面显微硬度测试方法同实施例1。不锈钢表面显微硬度为232HV。

(2)不锈钢着色膜耐磨性测试方法同实施例1。着色膜消失时的来回次数为350次。

实施例5：一种环保型金黄色奥氏体不锈钢的制造方法。

表5本发明一种环保型金黄色奥氏体不锈钢样品化学成分(wt.％)

1.步骤

(1)将不锈钢放入50℃的无水乙醇中超声波清洗除油20min；

(2)对步骤(1)所得不锈钢使用400-1200号水砂纸依次打磨，之后进行机械抛光处理；

(3)对步骤(2)所得不锈钢放放置在30℃的无水乙醇中进行超声波清洗除油10min；

(4)对步骤(3)所得不锈钢放置在马弗炉中加热40min，加热温度为700℃，到温装炉，加热气氛为空气，冷却方式为空冷；

(5)对步骤(4)所得不锈钢试验放入pH值为5.5，85℃的1％硅酸钠水溶液中浸泡10min，取出后用去离子水清洗，干燥，以获得金黄色奥氏体不锈钢。

2.性能

(1)不锈钢表面显微硬度测试方法同实施例1。不锈钢表面显微硬度为284HV。

(2)不锈钢着色膜耐磨性测试方法同实施例1。着色膜消失时的来回次数为395次。

实施例6：一种环保型金黄色奥氏体不锈钢的制造方法。

表6本发明一种环保型金黄色奥氏体不锈钢样品化学成分(wt.％)

1.步骤

(1)将不锈钢放入60℃的无水乙醇中超声波清洗除油30min；

(2)对步骤(1)所得不锈钢使用400-1200号水砂纸依次打磨，之后进行机械抛光处理；

(3)对步骤(2)所得不锈钢放放置在40℃的无水乙醇中进行超声波清洗除油10min；

(4)对步骤(3)所得不锈钢放置在马弗炉中加热60min，加热温度为700℃，到温装炉，加热气氛为空气，冷却方式为空冷；

(5)对步骤(4)所得不锈钢试验放入pH值为6，90℃的1％硅酸钠水溶液中浸泡15min，取出后用去离子水清洗，干燥，以获得金黄色奥氏体不锈钢。

2.性能

(1)不锈钢表面显微硬度测试方法同实施例1。不锈钢表面显微硬度为309HV。

(2)不锈钢着色膜耐磨性测试方法同实施例1。着色膜消失时的来回次数为450次。