金属制成的功能部件的涂层制造技术

本发明专利技术涉及一种由金属制成的功能部件的金属表面的涂层，优选烘焙板的金属表面的涂层，以及一种用于生产这种类型的涂层的方法，其中，至少一个涂层(2)，其具有合金，合金电镀施加到金属表面(6)，其中该涂层包括由电镀施加的合金组成的表面层(3)，该电镀施加的合金含有作为主要组分的镍(Ni)、磷(P)和锡(Sn)，并且其中表面层(3)是合金层，其从电镀浴通过脉冲电镀，优选地反向脉冲电镀产生。

Coating of functional components made of metal

The present invention relates to a coating on the metal surface of functional components made of metal, a coating on the metal surface of a preferred baking plate, and a method for producing such a coating, in which at least one coating (2) has an alloy, which is electroplated onto the metal surface (6), wherein the coating includes a surface layer (3) composed of an electroplated alloy. The alloy added contains nickel (Ni), phosphorus (P) and tin (Sn) as the main components, and the surface layer (3) is an alloy layer, which is produced by pulse electroplating from the electroplating bath, preferably by reverse pulse electroplating.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属制成的功能部件的涂层本专利技术涉及一种功能部件的金属表面的涂层，尤其是烘焙板的涂层或用来烘烤烘焙产品的金属部件的涂层。特别优选本专利技术涉及一种烘焙板，其具有烘焙板主体和设置在其上的涂层。此外，本专利技术涉及一种用于制造该涂层的方法。目前，在许多不同的工业领域中，用硬涂层材料涂覆功能部件是标准操作。在涉及烘焙板的情况下，特别是用硬铬进行涂层已经证明其成功性。高硬度、耐温性以及表面钝化后非常耐化学腐蚀产生了多种特性的组合，这种组合使硬铬在许多看重这些表面性能的领域成为被选择的材料。相关例子是印刷机中的辊筒的涂层、液压活塞和活塞杆的涂层、塑料和橡胶工业中模具的涂层以及药物和食品工业中功能部件的涂层。同样，工业烘焙机的烘焙板涂层和烘焙板部件的涂层也已经证明其优势性。但是，在硬铬的涂层中使用含有六价铬作为活性组分的电镀浴。这种六价铬是环境毒素并且具有高度致癌性。因此，这种致癌物质在工业产品生产中的使用受到很大限制。为此，需寻求无需使用六价铬的方法和涂层。然而，三价铬溶液的使用对于装饰性铬涂层也是可行的。但功能部件所需的较厚硬铬涂层不能从三价铬溶液中沉积。此外，据推测铬的三价改性的使用也将马上被禁止。简单的镍合金如镍磷是现有技术，并且可以在没有外部电流或电镀的情况下沉积。然而，与硬铬涂层相比，这些层不具有足够的层硬度。此外，镍磷层远不能实现硬铬层的钝化度。文献还描述了具有钴和磷成分的镍合金涂层。然而，可能从涂层中溶解到薄饼薄片中的钴的含量在食品法规下是有问题的，并且在一些国家是不允许的。本专利技术旨在提供一种用于金属表面的涂层，尤其是用于与面团在升高的温度下接触的烘焙板或其它金属表面的涂层，其具有所需的性能，并且在食品法规和技术方面是安全的。对新涂层的要求在于机械耐磨性、耐腐蚀性、耐热性、食品许可、低污染性能和积极烘烤性能、工作和环境安全、合理的成本、供应安全性等方面。本专利技术的另一个目的是提供一种用在由金属制造的功能部件上的涂层，和尤其是用在烘焙板或用来烘烤烘焙产品目的的金属物品上，从而避免使用在食品技术和食品法规方面有问题的铬、铬化合物、其他合金组分或电解组分。本专利技术的另一个目的是提供一种表面，其具有低粗糙度，并且在食品法规下是安全的，并且基本上没有孔隙。另外，为了在烘焙和中间清洁步骤中确保足够长的寿命，应用于烘焙机中的该表面的硬度必须足够高。烘焙板必须能够大规模工业化生产且生产成本应该低应该是可能的。本专利技术的另一个目的是提供一种用在由金属制造的功能部件上的涂层，尤其是用在烘焙板或食品工业中的金属制品上，优选用于烘烤烘焙产品的目的，其中基本上防止了涂层成分，特别是镍，转移到食品中。特别地，本专利技术的目的是提供满足食品工业领域要求和规定的一种涂层。本专利技术还包括用在由金属制造的功能部件上的涂层，其通常可用于食品技术和其它技术，其根据本专利技术可实现的优点是被期望的。本专利技术主要由权利要求中的特征来表示。从下面的说明中可以了解更多的有利特征。可选地，提供所述涂层，其包括表面层，所述表面层是由镍(Ni)和磷(P)作为主要组分的合金组成的，还包括钼(Mo)和锡(Sn)群组中的至少一种的金属。根据进一步的特征，提供的所述表面层含有1-15wt.％的磷、和高达10wt.％的钼和/或高达10wt.％的锡，余量为100wt.％的镍。根据进一步的特征，提供的所述合金包含0.05-10.0wt.％的锡和/或0.01-10wt.％的钼和1-15wt.％的磷和达到100wt.％的镍并且表面层是通过电镀沉积得到的合金层，电沉积优选脉冲沉积，特别优选来自电镀浴的反向脉冲沉积。根据进一步的特征，提供的所述表面层具有粗糙度，其Ra值小于5μm，优选小于3μm，特别优选小于2μm。根据进一步的特征，提供的所述表面层的层厚度为至少5μm，优选在10μm和50μm之间。根据进一步的特征，提供在表面层和金属表面之间设置一个或多个底层。根据进一步的特征，提供的所述底层是施用电解或没有外部电流的镍层。根据进一步的特征，提供的从底层到表面层的硬度梯度被设计成是增加的。根据进一步的特征，提供的底层是双层的，并且最靠近金属表面的第一底层由半光泽镍层或铜组成，和第二底层由光泽镍层组成。根据本专利技术的烘焙板具有本专利技术所述的涂层，其中，涂覆的金属表面是烘焙板的烘焙表面，尤其是用于工业生产脆性薄饼片、华夫饼和中空薄饼以及各种烘焙产品的烘焙板。在这种情况下，提出烘焙表面由形成烘焙模具的模制和雕刻而形成。根据进一步的特征，提供的温度在150℃至400℃之间对涂覆的烘焙板进行退火。根据进一步的特征，提出的烘焙板的烘焙板本体由铸铁、钢或铝组成。以下就烘焙板的烘焙表面的涂层对本专利技术进行描述，其中术语烘焙板将从最广泛的意义上理解。烘焙板可被设置为光滑的、平坦的表面作为烘焙表面。这种烘焙表面也可以被提供为有雕刻或设计的表面，以便用面团相应地模制出所期望的烘焙产品。然而，作为由金属制成的功能部件，烘焙板也可以具有辊状或圆锥体状，待烘焙的面团围绕该辊或锥体卷绕，或者在使用辊的情况下，待烘焙的面团被压制成软面团。在最广泛的意义上，烘焙板可以理解为与烘焙产品接触的表面的任何金属物体。所有这些烘焙板或功能部件的共同之处在于，即使需要频繁的清洁步骤，它们也必须是耐磨的。此外，烘焙产品必须易于从表面上脱离而无残留。烘焙板也可以是多部件的，其中，多个烘焙板部件设置在一个承载机架内。待涂覆的金属主体在下文中也被称为烘焙板主体。通常，烘焙板主体由钢或铸铁制成的实心板组成，其也可由铝或铝合金制成并被铸造地十分坚固，使得在烘焙过程中可以存储或释放必要的热量。在这种情况下，烘焙板作为整体可在其中一个平面上设置烘焙表面，作为生产脆性薄饼板所需的大的薄饼烘烤盘。然而，烘焙板主体还可以具有较小的分隔开的烘焙表面，例如，在烘焙板上生产烘焙产品的多个独立的片，就像薄饼的情况一样。图1显示了通过具有涂层的功能部件的横截面示意图。图2至图5显示了根据实施例所述的涂层表面的横截面的扫描电子显微镜照片。现在参考图1为例进一步解释本专利技术，但不希望因此限制本专利技术。层厚度未按比例示出。如图1所示，本专利技术所述的涂层2位于金属主体(烘焙板主体1)上。涂层2包括或者整个或者在其表面上的根据本专利技术所述的电镀施加的合金，其在下文中也被称为表面层3。如图所示，各种材料的底层也可以应用在表面层3下面。优选地，第一底层4，例如，半光泽镍沉积在烘焙板主体1上，然后光泽镍层提供在其上。然后将具有表面性能的表面层3沉积在该光泽镍层5上。一个或多个底层的设置带来了优点：硬度梯度从烘焙板主体1的材料到表面层3以上升的方式递增。这导致表面层3分离的趋势显著降低。如果根据本专利技术所述的表面层直接沉积在功能部件的金属表面上，则也可以省略底层。仅施加一个镍底层也在本专利技术的范围内。镍底层可以在以无外部电流的情况下沉积，也可以以脉冲或非脉冲方式电解地沉积。在无外部电流的沉积情况下，在镍底层中也可以提供有磷成分。在一个实施例中，铜层可以被用作第一底层4，优选层厚度高达10μm，然后接着是作为表面层的载体的镍底层。具有合金涂层的表面层优选具有至少5μm的层厚度，优选10μm和50μm之间的层厚度。某些情况下，可以提供更高的层厚度，但与之而来的是成品烘焙板的尺寸公差的难点。小于5μ本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由金属制成的功能部件的金属表面的涂层，功能部件优选是烘焙板，其中，至少一个涂层(2)，其包含合金，所述合金电镀施加到所述金属表面(6)，其特征在于：‑所述涂层包括由电镀施加的合金构成的表面层(3)，所述电镀施加的合金包含作为主要成分的镍(Ni)、磷(P)和锡(Sn)，‑以及所述表面层(3)是合金层，其通过脉冲沉积，优选地从电镀浴中反向脉冲沉积而获得。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.04 EP 16168257.01.一种由金属制成的功能部件的金属表面的涂层，功能部件优选是烘焙板，其中，至少一个涂层(2)，其包含合金，所述合金电镀施加到所述金属表面(6)，其特征在于：-所述涂层包括由电镀施加的合金构成的表面层(3)，所述电镀施加的合金包含作为主要成分的镍(Ni)、磷(P)和锡(Sn)，-以及所述表面层(3)是合金层，其通过脉冲沉积，优选地从电镀浴中反向脉冲沉积而获得。2.根据权利要求1所述的涂层，其特征在于所述表面层(3)包含在1到15wt.％范围内的磷，高达10wt.％的锡和余量至100wt.％的镍。3.根据权利要求2所述的涂层，其特征在于，所述合金包含0.05到10.0wt.％的锡和1到15wt.％的磷和至100wt.％的镍。4.根据前述权利要求之一所述的涂层，其特征在于：-所述表面层(2)另外包含钼(Mo)，-和所述表面层(3)包含高达10wt.％的钼(Mo)，-和/或所述合金包含0.01到10wt.％的钼(Mo)。5.根据权利要求1-4中任一项所述的涂层，其特征在于，所述表面层(3)具有粗糙度，其Ra值小于5μm，优选小于3μm和特别地优选小于2μm。6.根据权利要求1-5中任一项所述的涂料，其特征在于所述表面层(3)的层厚度为至少5μm优选地在10μm和50μm之间。7.根据权利要求1-6中任一项所述的涂层，其特征在于在表面层(3)和金属表面(6)之间设置一个或多个底层(4，5)。8.根据前述权利要求之一所述的涂层，其特征在于，所述底层是电解或以无外部电流方式施加的镍层(4，5)。9.根据前述权利要求之一所述的涂层，其特征在于，从底层(4，5)至表面层(3)的硬度梯度被设置为是上升的。10.根据前述权利要求之一所述的涂层，其特征在于，所述底层(4，5)是双层的，并且最靠近所述金属表面的第一底层(4)由半光泽镍层或铜组成，和第二底层(5)由光泽镍层组成。11.一种烘焙板，其具有根据前述权利要求1-10中任一项所述的涂层，其中，涂覆的金属表面(6)是烘焙板的烘焙表面，特别是一种用于工业制造脆性薄饼片、华夫饼和中空薄饼以及各种烘焙产品的烘焙板，其特征在于，所述烘焙表面由形成烘焙模具的模制和雕刻而形成。12.根据权利要求11所述的烘焙板，其特征在于-在温度150℃和700℃之间，优选在200℃和400℃之间，特别地优选在300℃，对涂覆的烘焙板进行退火，-以及将涂覆的烘焙板在1小时至6小时的范围内持续回火，优选多达4小时。13.根据权利要求11或12之一所述的具有涂层的烘焙板，其特征在于，所述烘焙板的烘焙板主体由铸铁、钢、铝、铝合金或铜及其合金如黄铜组成。14.一种用于涂覆金属表面的方法，特别是由铸铁、钢、铝、铝合金、铜及其合金如黄铜制成的烘焙板，其特征在于，所述金属表面(6)以电镀法、优选脉冲法和特别地优选以由电镀浴的反向脉冲法用NiSnP或NiSnMoP合金的表面层(3)至少部分地涂覆。15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，从电解浴中涂层的脉冲沉积是在下述参数范围内进行的：单极性脉冲序列，具有0.5-15A/dm2的脉冲电流密度5-100ms的阴极脉冲时间关闭时间0.5-25ms。16.根据权利要求14或15之一所述的方法，其特征在于，使用具有如下基极电流和脉冲暂停的单极脉冲序列来产生层：脉冲电流密度为从0.5到15A/dm2，基极电流密度为从0.1到8A/dm2，阴极脉冲时间为从5到100ms，脉冲暂停为从0.5到30ms，在脉冲暂停之前阴极序列具有重复率为1至50。17.根据权利要求14-16之一所述的方法，其特征在于，使用具有如下脉冲暂停的双极脉冲来产生层：阴极脉冲电流密度为从0.5到12A/dm2，具有脉冲时间为从5到100ms，阳极脉冲电流密度为从0.5到20A/dm2，具有脉冲时间为从5到100ms，脉冲暂停时间为从0.5到30ms，在脉冲暂停之前阴极序列具有重复率为1到50。18.根据权利要求14-17中任一项所述的方法，其特征在于，使用具有如下基极电流的双极脉冲来产生层：阴极脉冲电流密度为从0.5到12A/...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·贾拉舍克，格奥尔格·卡尔斯，塞尔玛·汉萨尔，沃尔夫冈·汉萨尔，加布里埃拉·桑德拉奇，
申请(专利权)人：哈斯食品设备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT