[发明专利]一种降低不锈钢中铬析出水平的表面处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及不锈钢表面处理技术，尤其涉及一种降低不锈钢中铬析出水平的表面处理方法。

背景技术

随着生活水平的日益提高，人们对日常生活用品也有了更高的要求，餐具便是与人们生活息息相关的用品之一。从古代的银器、青铜器到近代的铁器、铝器，再到现代木器、陶器、塑料等等，在满足人们功能性需求的同时，对其方便性、美观性、实用性也提出了更高的要求。不锈钢问世以后，因其表面光亮，给人以洁净的感觉，且具有良好的耐腐蚀性、高强度、质地坚硬等优点，逐渐成为餐具制品的优良原材料。

不锈钢是由铁铬合金再掺入镍、钼、钛、锰等微量金属元素而制成。如果选用劣质不锈钢或者处理、使用不当，不锈钢中的微量金属元素会慢慢析出、污染食物，从而在人体内慢慢累积，当累积的数量达到某一限度时，就会危害人体健康。随着医学界就环境中的微量金属元素对人体健康影响的深入研究，现已证实了许多金属元素如铬、镍、钼、铅、砷、镉等及其化合物对人体健康有着不同性质和程度的危害。以Cr为例，虽然其为人体必需元素，但过多的Cr摄入也会危害人体健康，美国相关机构就建议成人每天的Cr摄入量为50-200μg，世界卫生组织（WHO）规定饮用水中Cr含量的上限为50μg/L。

目前，国内外都有关于不锈钢餐具重金属析出限量的标准或者法律、法规，如：国内新版的不锈钢食具容器卫生标准GB9684-2011就规定了不锈钢餐具的Cr、Ni、Pb、Cd、As析出限量；德国LFGB是德国食品卫生管理方面最重要的基本法律文件，是其它专项食品卫生法律、法规制定的准则和核心，其中第30和31条明确规定了餐具类食品接触器皿所必需通过的重金属析出检测项目；意大利的Ministerial Decree of21March1973(Italy)对金属元素的总迁移量和单个元素的析出量也有明确规定；欧盟关于儿童用餐具还有专门的法律：EN14372:2004Child use care articles---Cutlery and feeding utensils---Safety requirements and tests。国内不少不锈钢餐具出口时就因重金属离子析出超标而引起退货。

特别要指出的是，一些不锈钢餐具厂家为降低成本，赢得订单，获取利润，大量使用低成本不锈钢，这就大大增加了有害金属元素析出的风险。如果能在不提高材料成本的前提下，通过控制不锈钢的后续加工、处理过程来降低其重金属析出水平，必将继续促进不锈钢在餐具制品行业中的应用，提高人们的健康生活水平。

关于不锈钢后处理的专利很多，特别是关于不锈钢的表面处理，内容涉及光亮处理、美观处理、硬化处理、耐指纹处理、特殊行业应用等等，但就降低不锈钢重金属析出水平方面，还没有专门的表面处理方法。

目前，不锈钢餐具的加工过程为：机械落料—加工成型—机械打磨—除油清洗—漂洗、烘干包装。其中机械打磨的目的是消除机械加工过程中所产生的表面缺陷，使表面平整、光滑，得到合适的餐具外观。除油清洗则是为了消除机械加工过程中所使用的油脂类污物，使表面干净、光洁。还没有降低不锈钢餐具重金属析出水平的特殊加工处理方法。当企业遇到餐具重金属析出超标时，一般就是更换材料，这样不但增加了材料成本，当遇到更严格的标准时，还需重新更换材料，给加工工艺也带来了麻烦。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降低不锈钢中Cr析出水平的表面处理方法，在对现有不锈钢餐具加工流程不作较大改动，同时不用更换材料的前提下，通过控制后续的表面加工、处理过程，来降低其重金属特别是铬的析出水平。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种降低不锈钢中铬析出水平的表面处理方法，包括如下步骤：

（1）机械打磨：将不锈钢采用由粗到细的砂纸依次打磨，然后采用棉布轮进行抛光处理，控制抛光后的不锈钢的表面粗糙度Ra在0.01～0.05μm范围内；

（2）浸泡：将步骤（1）打磨、抛光后获得的不锈钢采用浸泡溶液在室温下浸泡45～90min，以达到强制钝化、形成钝化膜的目的，所述浸泡溶液含有如下浓度的成分：

硝酸 20～40g/L；

铬酸盐 2～10g/L；

酒精 10～30g/L；

碳酸钠 10～20g/L；

咪唑啉 1～3g/L；

钼酸铵 0.5～1.5g/L；

上述浸泡溶液的pH值为3～5，溶剂采用纯净水最佳；