[发明专利]镀覆不锈钢的方法及镀覆后材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种镀覆不锈钢表面的方法和相关的镀覆后材料，并且尤其涉及一种镀覆高耐磨性不锈钢的方法及镀覆后材料。

背景技术

处于腐蚀环境下的钢质产品如汽车部件的表面涂覆有镀膜（镀覆金属层）如锌、镍和铬以减少钢质基底的腐蚀。在轻度腐蚀环境下，钢通常被涂覆有提供牺牲腐蚀作用的锌镀层等。然而，在严酷腐蚀环境如强酸性氛围下，仅施加具有牺牲腐蚀作用的镀层可能不会充分地防止钢质基底的腐蚀的发展。

因此，已采取一种方法，其中在钢质产品中使用高耐腐蚀性的不锈钢并且还将作为基材的不锈钢涂覆有高耐腐蚀性金属的镀覆金属层（屏障镀覆金属层）。作为这种方法的示例，日本专利申请公报No.2004-205059（JP2004-205059）描述了一种镀覆不锈钢基底的方法，在所述方法中，通过无电镀将含磷镍膜淀积在铁素体或奥氏体不锈钢板的表面上并且随后通过热处理使含磷镍扩散到其内部中。根据该镀覆方法，尽管含磷镍膜（镍镀层）的镍通过热处理而结晶，但由于镍镀层涂覆在不锈钢的表面上，所以提高了不锈钢的耐腐蚀性。

然而，即使如JP 2004-205059中公开的那样在不锈钢的表面上提供诸如镍镀层之类的镀层，该镀层在它长时间暴露于例如pH值为2-3的强酸性环境的情况下仍可能腐蚀。

如果镀层的腐蚀进一步发展，则腐蚀达到不锈钢基底（基材）的表面。在这一点上，由于不锈钢是比镀层的材料贱的金属，所以当腐蚀进一步发展时，如图5所示，不锈钢进入点状腐蚀的腐蚀状态。当腐蚀从这种状态在不锈钢的厚度方向上进一步发展时，腐蚀孔穿过不锈钢的内部。结果，由不锈钢制成的部件可能丧失其本来的功能。在使用未镀覆的不锈钢的情况下，将形成氧化铬的钝化膜。这种情况下，不锈钢也进入类似于图5的点状腐蚀的腐蚀状态。

此外，这种镀层中轻微形成有被称为针孔的从镍等的镀层表面延伸到内部的小孔。诸如酸溶液之类的腐蚀液经由针孔浸润。由此可能如上所述在不锈钢基底（基材）中发生点状腐蚀。

发明内容

本发明提供了一种能防止不锈钢基底在严酷的腐蚀环境中的点状腐蚀的镀覆不锈钢基底的方法和相关的镀覆后材料。

本发明的第一方面涉及一种镀覆不锈钢的方法。所述镀覆方法包括：将第一镀覆金属层涂覆在不锈钢上；通过对由所述第一镀覆金属层覆盖的所述不锈钢施加热处理来形成所述不锈钢的元素和所述第一镀覆金属层的元素相互扩散的相互扩散层；和将第二镀覆金属层涂覆在形成有所述相互扩散层的所述不锈钢上。

如上所述，首先将第一镀覆金属层涂覆在不锈钢（由不锈钢制成的部件）上。然后通过使用第一镀覆金属层来形成相互扩散层。换言之，对涂覆有第一镀覆金属层的不锈钢施加热处理，由此第一镀覆金属层的元素从与不锈钢的界面扩散至不锈钢的内部，并且不锈钢的元素（Fe、Cr、C等等）也从第一镀覆金属层的界面扩散至第一镀覆金属层的内部。在上述方法中，两种材料的元素在其中相互扩散的层被称为相互扩散层。接下来将第二镀覆金属层涂覆在形成有相互扩散层的不锈钢上。

在以这样一种方式对不锈钢施加镀覆的镀覆后材料中，形成相互扩散层的金属是比形成第二镀覆金属层的金属贱的金属（具有较高电离趋势的金属），并且因而相互扩散层用作牺牲腐蚀层。因此，相互扩散层在腐蚀发展至由不锈钢制成的基材前腐蚀。结果，腐蚀在沿着由不锈钢制成的基材的表面的方向上发展，并且因而能够防止在由不锈钢制成的基材的厚度方向上的腐蚀、亦即由不锈钢制成的基材的点状腐蚀。在此，“镀覆金属层”是主材为金属材料的层。

此外，不锈钢的元素能通过热处理而扩散到第一镀覆金属层中，使得第一镀覆金属层的一部分或全部变成相互扩散层。在更优选的实施例中，在上述镀覆不锈钢的方法中，不锈钢的元素能在相互扩散层形成的过程中扩散至第一镀覆金属层的表面。

换言之，该方法在于不锈钢的元素遍及第一镀覆金属层扩散。根据上述方法，由于不锈钢的元素扩散至第一镀覆金属层的表面，所以该表面（相互扩散层的表面）中存在铁。因此，涂覆在该表面上的第二镀覆金属层的粘附强度与表面上不具有铁的镀覆金属层相比进一步提高。

通常在涂覆第一镀覆金属层之前除去钝化膜（不锈钢专有的氧化铬膜，其通过在大气中氧化而形成）。在所述镀覆不锈钢的方法中，在涂覆第一镀覆金属层之前，可通过电镀来除去形成在不锈钢表面上的钝化膜，并且也可将与第一镀覆金属层相同类型的镀覆金属的镀覆金属层涂覆在已除去了钝化膜的表面上。