專利名稱：一種鍍錫鋼板的表面處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍍錫鋼板的表面處理方法，具體的說是在鍍錫鋼板表面濺射一 層鈀膜并進(jìn)行加熱處理的表面處理方法，以及由該方法制得的鋼部件。
背景技術(shù)：
鍍錫鋼板被廣泛用于食品罐、飲料罐等容器。而這種大量使用的鍍錫鋼板，通 常是在含有重鉻酸等六價(jià)鉻化合物的水溶液中進(jìn)行浸漬、電解處理，或者直接在其表面 涂覆六價(jià)鉻化合物的水溶液，以在鋼板的鍍層表面上形成鉻酸鹽膜。通過這樣在鋼板表 面形成的鉻酸鹽膜，能夠防止長期保管時鍍錫表面的氧化，抑制外觀變黃。并且涂裝 后使用時，由于抑制錫氧化膜的成長，可以防止錫氧化膜的凝聚破壞，確保涂料的緊密 性。但是，在鍍錫鋼板表面上形成鉻酸鹽膜時需要使用含有六價(jià)鉻氧化物的水溶 液，而六價(jià)鉻是一種強(qiáng)致癌物，因此，鍍膜時產(chǎn)生的廢氣、廢液等對環(huán)境產(chǎn)生極大的危 害。在環(huán)境問題越發(fā)引起人們重視的今天，對于限制六價(jià)鉻的使用也越發(fā)嚴(yán)厲，這使得 在上述鍍錫鋼板中不使用鉻的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理的必要性也隨之增加。此外，作為食品罐、飲料罐等容器用的鍍錫鋼板，因其通常要接觸容易萌生細(xì) 菌的食品、飲料，故而不但要求其具有優(yōu)異的穩(wěn)定性，還要求其具有優(yōu)異的抗菌性。因 此，提高鍍錫鋼板表面的抗菌性也是亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的即在于提供一種在鍍錫鋼板表面濺射一層鈀膜并進(jìn)行加熱處理的 表面處理方法，以及由該方法制得的鋼部件，該鋼部件具有優(yōu)異的穩(wěn)定性、足夠的使用 硬度和優(yōu)異的抗菌性能，可廣泛用于制備各種食品罐、飲料罐等容器。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是首先用鈀靶對鍍錫鋼板進(jìn)行濺射 以形成穩(wěn)定的鈀膜；其次對沉積了鈀膜的鍍錫鋼板進(jìn)行加熱處理，以獲得足夠的硬度和 優(yōu)異的抗菌性。具體而言，其制備過程按下列步驟進(jìn)行(1)選擇經(jīng)過鍍錫處理的鋼板作為鍍錫鋼板基材，其中錫膜的膜厚約為 4-6 μ m。優(yōu)選在含有磷酸根離子和四價(jià)錫離子的溶液中進(jìn)行陰極電解處理的鋼板，因?yàn)?經(jīng)上述鍍錫處理的鋼板本身即具有較好的穩(wěn)定性。(2)將經(jīng)步驟(1)處理得到的鍍錫鋼板基材置于濺射處理室中，以鈀靶進(jìn)行射頻 磁控濺射，其中濺射參數(shù)為鈀靶直徑0.1m、濺射氣氛0.3Pa的純氬、RF功率100W，得 到約0.6-0.8 μ m鍍膜，優(yōu)選鍍膜厚度為0.7 μ m。上述濺射參數(shù)的選擇是經(jīng)證明能夠得到 優(yōu)化的鈀膜。而鈀膜厚度的選擇是因?yàn)殁Z膜太薄(小于0.6 μ m)難以獲得足夠的穩(wěn)定性 及保護(hù)性，而鈀膜太厚(大于0.8 μ m)則由于鈀的昂貴價(jià)格增加產(chǎn)品不必要的成本。(3)將經(jīng)步驟⑵處理得到的鍍錫鋼板置于馬弗爐中，在250-400°C的溫度下、優(yōu)選300°C，進(jìn)行加熱處理，處理時間為50-70min、優(yōu)選60min。加熱處理溫度的選擇 是因?yàn)闇囟忍?小于250°C )無法獲得足夠的抗菌性，而溫度太高(大于400°C )會導(dǎo) 致長時間的處理導(dǎo)致鋼板表面硬度的下降而無法滿足使用需求；加熱處理時間的選擇是 因?yàn)闀r間太短(小于50分鐘)還不能獲得足夠并且穩(wěn)定的抗菌性，而時間太長(大于70 分鐘)并不會顯著增加抗菌性卻反而增加生產(chǎn)成本、降低生產(chǎn)效率，在30(TC處理60min 將獲得綜合性能最優(yōu)的處理效果。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)本發(fā)明處理得到的鍍錫鋼板，不但具有優(yōu)異的穩(wěn)定性，特 別是兼具足夠的力學(xué)性能和優(yōu)異的抗菌性，而且還不需使用從環(huán)境保護(hù)出發(fā)受到嚴(yán)格限 制的含有六價(jià)鉻的處理液，可廣泛應(yīng)用于以食品罐、飲料罐等容器為中心的各種領(lǐng)域。


圖1是不同處理溫度下經(jīng)表面處理后的鍍錫鋼板的維氏硬度與處理時間的關(guān)系曲線。
具體實(shí)施例方式下面，通過具體的實(shí)施例1-3對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例1.采用經(jīng)含有H3PO4和Sn4Cl的溶液電解處理的50 X 50mm的鍍錫鋼板作為鍍錫鋼 板基材，其中錫膜厚約5μιη;首先，將鍍錫鋼板基材置于濺射處理室中，以鈀靶進(jìn)行射 頻磁控濺射，其中濺射參數(shù)為靶鈀直徑0.1m、濺射氣氛0.3Pa的純氬、RF功率100W， 得到約0.7μιη鍍膜；然后將鍍鈀膜的鍍錫鋼板置于馬弗爐中，在250°C的溫度下進(jìn)行加 熱處理，處理時間分別為lOmin、30min、60min,得到經(jīng)本發(fā)明處理后的鋼部件；對處 理后的鋼部件進(jìn)行穩(wěn)定性測試，測試結(jié)果表明與未進(jìn)行加熱處理的鋼部件相比；對處理 后的鋼部件用維氏硬度計(jì)進(jìn)行硬度測試，測試結(jié)果見附圖1;對60min處理后的鋼部件 進(jìn)行抗菌性測試，測試結(jié)果表明與未進(jìn)行加熱處理的鋼部件相比，其菌落數(shù)減少為大約 0.08 (即處理部件的測試結(jié)果除以未處理部件的測試結(jié)果)。實(shí)施例2.采用經(jīng)含有H3PO4和Sn4Cl的溶液電解處理的50X50mm的鍍錫鋼板作為鍍錫鋼 板基材，其中錫膜厚約5μιη;首先，將鍍錫鋼板基材置于濺射處理室中，以鈀靶進(jìn)行射 頻磁控濺射，其中濺射參數(shù)為靶鈀直徑0.1m、濺射氣氛0.3Pa的純氬、RF功率100W， 得到約0.7μιη鍍膜；然后將鍍鈀膜的鍍錫鋼板置于馬弗爐中，在300°C的溫度下進(jìn)行加 熱處理，處理時間分別為lOmin、30min、60min,得到經(jīng)本發(fā)明處理后的鋼部件；對處 理后的鋼部件進(jìn)行穩(wěn)定性測試，測試結(jié)果表明與未進(jìn)行加熱處理的鋼部件相比；對處理 后的鋼部件用維氏硬度計(jì)進(jìn)行硬度測試，測試結(jié)果見附圖1;對60min處理后的鋼部件 進(jìn)行抗菌性測試，測試結(jié)果表明與未進(jìn)行加熱處理的鋼部件相比，其菌落數(shù)減少為大約 0.01 (即處理部件的測試結(jié)果除以未處理部件的測試結(jié)果)。實(shí)施例3.采用經(jīng)含有H3PO4和Sn4Cl的溶液電解處理的50X50mm的鍍錫鋼板作為鍍錫鋼 板基材，其中錫膜厚約5μιη;首先，將鍍錫鋼板基材置于濺射處理室中，以鈀靶進(jìn)行射頻磁控濺射，其中濺射參數(shù)為靶鈀直徑0.1m、濺射氣氛0.3Pa的純氬、RF功率100W， 得到約0.7μιη鍍膜；然后將鍍鈀膜的鍍錫鋼板置于馬弗爐中，在400°C的溫度下進(jìn)行加 熱處理，處理時間分別為lOmin、30min、60min,得到經(jīng)本發(fā)明處理后的鋼部件；對處 理后的鋼部件進(jìn)行穩(wěn)定性測試，測試結(jié)果表明與未進(jìn)行加熱處理的鋼部件相比；對處理 后的鋼部件用維氏硬度計(jì)進(jìn)行硬度測試，測試結(jié)果見附圖1;對60min處理后的鋼部件進(jìn) 行抗菌性測試，測試結(jié)果表明與未進(jìn)行加熱處理的鋼部件相比，其菌落數(shù)減少至幾乎為 O (即處理部件的測試結(jié)果除以未處理部件的測試結(jié)果)。
權(quán)利要求
1.一種鍍錫鋼板的表面處理方法，其包括以下步驟(1)選擇經(jīng)過鍍錫處理的鋼板作 為鍍錫鋼板基材；(2)將經(jīng)步驟(1)處理得到的鍍錫鋼板基材置于濺射處理室中，以鈀靶 進(jìn)行射頻磁控濺射，得到鈀膜；(3)將經(jīng)步驟(2)處理得到的鍍錫鋼板置于馬弗爐中，在 大約250-400°C的溫度下進(jìn)行加熱處理，處理時間為大約50-70min。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鍍錫鋼板的表面處理方法，其中所述的鍍錫鋼板是將鋼 板在含有磷酸根離子和四價(jià)錫離子的溶液中進(jìn)行陰極電解處理得到的，錫膜的膜厚約為 4-6 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鍍錫鋼板的表面處理方法，其中所述磁控濺射的參數(shù)如 下靶鈀直徑0.1m、濺射氣氛0.5Pa的純氬、RF功率100W。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鍍錫鋼板的表面處理方法，其中所述磁控濺射形成的鈀 膜厚度約為0.6-0.8 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鍍錫鋼板的表面處理方法，其中所述磁控濺射形成的鈀 膜厚度為0.7 μ m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鍍錫鋼板的表面處理方法，其中加熱處理的溫度為 300 "C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鍍錫鋼板的表面處理方法，其中加熱處理的時間為 6 Omin ο
8.一種利用權(quán)利要求1-7任一一項(xiàng)所述的鍍錫鋼板的表面處理方法制備得到的鋼部件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋼部件，其中該鋼部件被用于制備食品罐、飲料罐等容器。
全文摘要
一種環(huán)保的鍍錫鋼板的表面處理方法，以及由該方法制得的鋼部件，其是在鍍錫鋼板表面濺射一層鈀膜并進(jìn)行加熱處理的表面處理方法，經(jīng)該方法處理得到的鍍錫鋼板，不但具有優(yōu)異的穩(wěn)定性，特別是兼具足夠的力學(xué)性能和優(yōu)異的抗菌性，而且還不需使用從環(huán)境保護(hù)出發(fā)受到嚴(yán)格限制的含有六價(jià)鉻的處理液，可廣泛應(yīng)用于以食品罐、飲料罐等容器為中心的各種領(lǐng)域。
文檔編號C23C28/00GK102011124SQ20101050583
公開日2011年4月13日 申請日期2010年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月14日
發(fā)明者謝旭波 申請人:寧波翔博機(jī)械有限公司