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和其合金阳极

阅读:1019发布:2020-05-13

专利汇可以提供和其合金阳极专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 包括在含有 水 、 硫酸 和 草酸 的 电解 液内 阳极 氧 化 铝 材料,以在铝材料上产生有色氧化层的方法。所述阳极氧化步骤包含在电解液内依序通过至少两个 电流 密度 。本发明亦公开了制造和使用铝材料上具有有色氧化层的物件的方法。,下面是和其合金阳极专利的具体信息内容。

1.一个在材料上产生有色化层的方法,包含以下步骤:
(a)放置所述铝材料于一个包含草酸硫酸电解液内作为阳 极;和
(b)阳极氧化所述铝材料,先以电流密度少于约0.8A/dm2的第一个 电流阳极氧化所述铝材料约1-60分钟;再以电流密度约1.5-2.5A/dm2 的第二个电流阳极氧化所述铝材料,以产生一个氧化层。
2.权利要求1的方法,其中所述铝材料进一步被电流密度为约1.0- 1.5A/dm2的第三个电流阳极氧化。
3.权利要求2的方法,其中所述第一、第二、第三个电流分别由恒定 直流电流或脉冲直流电流所产生。
4.权利要求1的方法,进一步包含以一个搅拌器搅拌所述电解液的步 骤。
5.权利要求4的方法,其中所述搅拌器包含数个搅拌筒。
6.权利要求1的方法,进一步包含在所述氧化层上形成一个染料层的 步骤。
7.权利要求1的方法,其中所述电解液进一步包含铝离子、金属硫酸 盐、有机酸或以上物品的混合物。
8.权利要求1的方法,其中所述电解液进一步包含在每公升电解液中 约2-11克的铝离子。
9.权利要求1的方法,其中所述电解液包含在每公升电解液中5-40 克的草酸,和在每公升电解液中约100-360克硫酸。
10.权利要求9的方法,其中所述电解液包括在每公升电解液中约 12-20克草酸,和在每公升电解液中约140-220克硫酸。
11.权利要求10的方法,其中所述电解液包括在每公升电解液中约 14-18克草酸,和在每公升电解液中约160-200克硫酸。
12.权利要求1的方法,其中所述阳极氧化步骤在约5-25℃的温 度下执行。
13.权利要求12的方法,其中所述阳极氧化步骤在约10-15℃的 温度下执行。
14.权利要求1的方法,其中所述步骤进一步包含抛光所述氧化层 表面至Ra值少于约0.1微米。
15.一个物件包含铝材料,所述铝材料上具有一个有色氧化层,其 中所述氧化层的制备方法包含以下步骤:
(a)放置所述铝材料于一个包含水、草酸、硫酸的电解液内作为阳 极;和
(b)阳极氧化所述铝材料,先以电流密度少于约0.8A/dm2的第一 个电流阳极氧化所述铝材料约1-60分钟;再以电流密度约1.5-2.5A/dm2 的第二个电流阳极氧化所述铝材料,以产生一个氧化层。
16.权利要求15的物件,其中所述有色氧化层具有约280-1000Hv 的微米硬度值。
17.权利要求15的物件,其中所述有色氧化层具有约15-50微米 的厚度。
18.权利要求15的物件,其中所述铝材料包含铝和一个随意地被选 上的元素,所述元素选自由、锗、砷、锑、碲、、镁、锰、、 锂、、铬、、铋、镓、锡、铅、锆、镍、钴及以上元素的混合物 所组成的组。
19.权利要求15的物件,进一步包含一个氧化层上的染料层。
20.权利要求15的物件,其中所述有色氧化层的表面具有约0.01 -0.1微米的Ra值。

说明书全文

技术领域

[0001]本发明包括在材料上产生有色化层的方法。特别是,本 发明包括在含有硫酸草酸电解液内阳极氧化(anodizing)铝材料以 产生有色氧化层的方法。

背景技术

[0002]已知铝和其合金有许多有用的性能,如质量轻、强度高、具 耐久性和铸造弹性。在1889年,Alcoa,Inc.以一个从氧化铝中产生铝 的电解过程获得一个美国专利(即美国专利号400,664),该过程显着 地降低了铝的制造成本。之后,由于种种有益特性及低廉价格,铝和其 合金在许多产业上被广泛使用,例如航空、交通、建筑、半导体及电 子。因此,在全球,铝的使用在用量和价值上都超过了除以外的其它 金属。
[0003]铝金属和合金的一些用途包括制成各种产品的零件或部件, 例如手表、电脑(如CPU的散热器)、电脑相关产品(如硬盘、闪存驱 动器(flash drive)、DVD碟等)、电视、收音机、箱、空调系 统、交通工具(汽车、飞机、货车、火车、船、脚踏车等)、包装材料 (如罐子、箔片等)、建筑产品(如窗、、墙板、建筑用电线等)、厨 房用具、电线、MKM和铝镍钴磁铁等。
[0004]除了上述等有益特性之外,铝金属和合金可以被阳极氧化以 提升它们的抗腐蚀性、抗磨擦性、绝缘性、黏附性和/或美观性。一般来 说,阳极氧化是一个电化学过程,可以增加在铝或铝合金表面上天然产 生的铝氧化层的厚度或强度。由阳化所产生的氧化层或阳极薄膜,根据 不同的制造过程,可以是人类所知硬度第二高的物质,其硬度可能只在 钻石之后。氧化层一般来说具有多孔的结构,可容许第二级注入 (secondary infusion)(即有机和无机着色、润滑剂等)作为表面修 饰。
[0005]铝阳极氧化的过程可包括分批(batch)、连续线圈 (continuous coil)、连续部件(continuous parts)和篮子阳极氧化 (basket anodizing)过程。这些阳极氧化过程不只在形成的多种颜色的 装饰性或保护性薄膜上可媲美其它如喷漆、涂漆和物理气相蒸 (physical vapor deposition,PVD)等技术,还可提供许多其它技术所 没有的技术性优点和好处。例如,喷漆和涂漆一般来说并不耐久,且可 能不符合欧盟为了限制重金属和有毒物质所颁布的危害物质限用指令 (Restriction of Hazardous Substances Directive(RoHS))。另 外,PVD过程在某些情况下可能无法提供所需颜色,和在量产时所需的过 程稳定性
[0006]目前已发展出许多阳极氧化过程。一般的阳极氧化过程主要 有三种,即铬阳极氧化、硫酸阳极氧化、和硬薄膜(hardcoat)阳极氧 化。所述阳极氧化过程在S.Kawai的“铝合金的阳极氧化和着色” ASM International(2002)一书中有描述,在此以引用方式并入本说明 书。
[0007]铬阳极氧化通常称为第一型(Type I)阳极氧化。它可在包 含铬酸的电解质溶液、温度约为40℃、电流密度约0.15-0.45A/dm2 的条件下进行。所述过程通常需要约40-60分钟。铬阳极氧化一般来 说会产生一个厚度约1-2.5微米的氧化层。由于铬酸的腐蚀性比硫酸 弱,铬阳极氧化可用来处理较为复杂,且难以清洗的部件。铬阳极氧化 与本说明书所述其它方法相比,较不会降低铝的疲劳强度。
[0008]硫酸阳极氧化通常称为第二型(Type II)阳极氧化。它可 在包含硫酸的电质溶液,温度约25℃和电流密度约1.0-1.5A/dm2的 条件下进行。所述过程通常需要约30-60分钟,视乎所使用的合金。 鉻阳极氧化一般来说会产生一个厚度约10-14微米的氧化层。第二 型指定(Type II designation)代表硫酸阳极氧化,而第二型指定下的 第一类(Class 1)则代表天然颜色或不含染料,第二类(Class 2)则 代表一种染料。
[0009]硬薄膜(hardcoat)阳极氧化通常称为第三型(Type III) 阳极氧化。第三型的氧化层一般来说在非常低的温度和高电流密度下 产生。例如,第三型阳极氧化可以在含硫酸的电解质溶液,在温度约0 -5℃和电流密度约3.5-4.0A/dm2的条件下进行。所述过程通常需时 约20-120分钟。硬薄膜阳极氧化一般来说会产生一个厚度约30-60 微米的氧化层。
[0010]虽然所述阳极氧化过程提供了其他技术所没有的优点,和在 不用染料的情形下提供具有一种或多种颜色的装饰性氧化层,这些如第 一型和第三型的阳极氧化过程仍有一些缺点。例如,第三型阳极氧化过 程一般来说会产生硬质和不透明的氧化层,使其不易进行染色和磨光的 过程。另外,第二型阳极氧化过程所产生的氧化层可能在硬度和/或闪亮 度方面都不足以作为装饰性应用。另外,第二型阳极氧化层可能会在具 腐蚀性的阳极氧化浴中溶解,使第二型氧化层的厚度受到限制。即使 是针对较厚的工件(workpiece),其腐蚀问题不那么严重时,腐蚀仍可 能会使氧化层的表面变得粗糙和产生表面缺陷,如流痕、淚滴、腐蝕槽 及类似物。
[0011]为了克服喷漆、涂漆、PVD和传统阳极氧化技术的上述缺 点,在此有需要改进铝材料的表面处理技术,以提供硬质和耐久,可以 被染色和作镜面处理的阳极氧化表面,以作为各种装饰性和/或保护性应 用。

发明内容

[0012]本发明提供一个在铝材料上产生一个有色氧化层的方法,包 含用两种不同的电流密度阳极氧化所述铝材料。本发明所公开的具体实 施方式相信能满足以上需求。根据一个方面,本发明提供在铝材料上产 生一个有色的氧化层的方法,包含以下步骤:(a)放置所述铝材料于一个包含水、草酸、硫酸的电解液内作为阳极; 和
(b)阳极氧化所述铝材料,先以电流密度少于约0.8A/dm2的第一个电 流阳极氧化所述铝材料约1-60分钟;再以电流密度约1.5-2.5A/dm2 的第二个电流阳极氧化所述铝材料,以产生一个氧化层。
[0013]在某些具体实施方式中,所述铝材料进一步被电流密度为约 1.0-1.5A/dm2的第三个电流阳极氧化。在另一些具体实施方式中,所述 第一、第二、第三个电流分别由恒定直流电流或脉冲直流电流所产生。
[0014]在某些具体实施方式中,所述方法进一步包含以一个搅拌器 搅拌所述电解液的步骤。在另一些具体实施方式中,所述搅拌器包含数 个搅拌筒(agitation tubes)。
[0015]在某些具体实施方式中,所述方法进一步包含在所述氧化层 上形成一个染料层的步骤。在其它具体实施方式中,所述电解液进一步 包含铝离子、金属硫酸盐有机酸以上物品的混合物。在另一些具体实 施方式中,所述电解液进一步包含在每公升电解液中约2-11克的铝离 子。
[0016]在某些具体实施方式中,所述电解液包括在每公升电解液中 约5-40克的草酸,和在每公升电解液中约100-360克硫酸。在其它 具体实施方式中,所述电解液包括在每公升电解液中约12-20克草酸, 和在每公升电解液中约140-220克硫酸。在另一些具体实施方式中, 所述电解液包括在每公升电解液中约14-18克草酸,和在每公升电解液 中约160-200克硫酸。
[0017]在某些具体实施方式中,所述阳极氧化步骤在约5-25℃的 温度下执行。在另一些具体实施方式中,所述阳极氧化步骤在约10-15 ℃的温度下执行。
[0018]在某些具体实施方式中,所述铝材料包含铝和一个随意地被 选上的元素,所述元素选自由、锗、砷、锑、碲、、镁、锰、 、锂、铁、铬、、铋、镓、锡、铅、锆、镍、钴及以上元素的 混合物所组成的组。
[0019]在另一个方面,本发明提供一个物件,所述物件包含一个铝 材料,在所述铝材料上含有一个有色氧化层,其中所述氧化层的制备方 法包含以下步骤:(a)放置所述铝材料于一个包含水、草酸、硫酸的电解液内作为阳极; 和
(b)阳极氧化所述铝材料,先以电流密度少于约0.8A/dm2的第一个电 流阳极氧化所述铝材料约1-60分钟;再以电流密度约1.5-2.5A/dm2 的第二个电流阳极氧化所述铝材料,以产生一个氧化层。
[0020]在某些具体实施方式中,所述有色氧化层具有约280-1000 Hv的微米硬度值。在其它具体实施方式中,所述有色氧化层具有约15- 50微米的厚度。在另一些具体实施方式中,所述物件进一步包含一个在 氧化层上的染料层。在某些具体实施方式中,所述有色氧化层的表面具 有约0.01-0.1微米的Ra值。附图说明
[0021]图1显示一个在铝基层上的一个阳极氧化层,其中所述阳极 氧化层包含阳极单元,每一个阳极单元都具有一个孔洞。
[0022]图2显示实施例1、对比实施例D和对比实施例E的表面颜色 及光泽。定义
[0023]在本说明书中,“大体上纯的”金属指一个金属或合金,其 大体上不含一个或多个其它元素或化合物,如,一个金属或一个合金的 含量多于80wt.%、多于90wt.%、多于95wt.%、多于96wt.%、 多于97wt.%、多于98wt.%、多于99wt.%、多于99.5wt.%、 99.6wt.%、多于99.7wt.%、多于99.8wt.%,或多于99.9 wt.%;或一个或多个其它元素或化合物的含量少于20wt.%、少于10 wt.%、少于5wt.%、少于3wt.%、少于1wt.%、少于0.5wt.%、 少于0.1wt.%,或少于0.01wt.%。上述的含量是基于所述金属或合金 的总重量。
[0024]在本说明书中,“大体上不含有”一个元素或化合物,意指 一个金属或合金中的所述元素或化合物的含量少于20wt.%、少于10 wt.%、少于5wt.%、少于4wt.%、v3wt.%、少于2wt.%、少于 1wt.%、少于0.5wt.%、少于0.1wt.%,或少于0.01wt。上述的含 量是基于所述金属或合金的总重量。
[0025]在本说明书中,合金是指由两种或以上的金属所构成的材 料。一般来说,合金的设计和制造是为了具有某些特定的目标性能,包 括强度、成形度和抗腐蚀度。
[0026]在本说明书中,Ra是平均线或中心線的粗糙轮廓 (roughness profile)绝对值的算術平均偏差,也叫做中心線平均粗度 (centerline average roughness,CLA)。中心线将轮廓划分,使所有 在上的面积相等于在下的面积。
[0027]在本说明书中,Rq是由测量样品长度所得到的平均线的粗糙 轮廓的均方根值或幾何平均偏差。
[0028]在本说明书中,“抛光”(buffing)或“磨光” (polishing)代表使工件表面变得平滑的过程,例如将金属或合金的表 面变得明亮、平滑如镜的过程。
[0029]在下面具体实施方式的说明中,所有公开的数字皆为近似 值,无论数字前面是否有“约”或“大概”等字眼。这些数字可以有1 %、2%、5%、或有时10-20%的变化。当公开一个数字范围的下 限(RL)或上限(RU)时,任何在该数字范围内的数字亦被公开。特别 是,在以下范围内的数字特别地被公开:R=RL+k*(RU-RL),其中k是一 个变数,变化范围从1%至100%以1%的幅度增加,即,k是1 %、2%、3%、4%、5%,...,50%、51%、52%,...,95 %、96%、97%、98%、99%或100%。另外,任何由两个上述定 义的R数值所定义的数值范围亦特别地被公开。在本说明书中,所有以 “约x-y”所定义的数值范围亦代表“丛约x至约y”的数值范围。

具体实施方式

[0030]本发明公开一些在铝材料上产生有色氧化层的方法,包含以 下步骤:(a)放置所述铝材料于一个包含水、草酸、硫酸的电解液内作 为阳极;和(b)阳极氧化所述铝材料,先以电流密度少于0.8A/dm2的 第一个电流阳极氧化所述铝材料从约1分钟至约4小时;然后以1.5- 2.5A/dm2的第二电流密度产生一个氧化层。
[0031]本发明亦公开一些包含铝材料的物件,所述铝材料上具有有 色氧化层,其中所述氧化层的制备方法包含以下步骤:(a)放置所述铝 材料于一个包含水、草酸、硫酸的电解液内作为阳极;和(b)以少于 0.8A/dm2的第一电流密度阳极氧化所述铝材料约1-60分钟;然后以约 1.5-2.5A/dm2的第二电流密度阳极氧化所述铝材料以产生一个氧化层。 在某些具体实施例中,氧化层是有颜色的。在其他实施例中,氧化层是 不透明且有颜色的。在另一些实施例中,氧化层是透明且有颜色的。
[0032]所述物件可被制成或作为许多产品的零件或部件,例如笔、 打火机、手表、电脑、电脑相关产品(如硬碟、闪存驱动器(flash drive)、DVD碟等)、打印机、影印机、传真机、电视、收音机、冰 箱、空调系统、交通工具、包装材料、建筑产品、厨房用具、建筑用装 饰、机械、或任何须要硬镀铝的装饰性能及特定物理性能的领域。
[0033]适用于本发明所公开的方法及物件的铝材料可以是大体上不 含其他元素或化合物的铝金属,或任何本领域所知的铝合金。虽然铝金 属在许多应用上都适用,在某些应用上,铝合金由于其化学、物理及机 械性能被修饰过,因此比铝金属更为适用。一般来说,铝合金可经由热 -机械过程将铝与其它元素混合制成。关于合金及其制造技术的文献 可以参考Joseph R.Davis所著“铝和铝合金”ASM International, (1993);和R.E.Sanders所著“Technology Innovation in Aluminium Products,”The Journal of The Minerals,53(2),pp. 21 25(2001)。两份文件皆以引用的方式完整地纳入本说明书。
[0034]一般来说,铝合金展现出改进的机械性能,例如高强度/重 量比,特别是经过回火处理(tempered)的铝合金。虽然许多金属材料 亦被概称为“铝”,事实上它们都是铝合金。例如,大部分的铝箔都是 铝含量约92-99wt.%的铝合金。
[0035]在某些具体实施方式中,铝材料是大体上不含有其它元素如 铜、锌、鎂、錳、硅、锂、铁、鉻、釩、釱、鉍、鎵、鉛、鋯或以上物 品的混合物的铝金属。在某些实施例中,铝材料包含多于约95wt.%的 铝、多于约96wt.%的铝、多于约97wt.%的铝、多于约98wt.% 的铝、多于约99wt.%的铝、多于约99.5wt.%的铝、多于约99.9 wt.%的铝或多于约99.99wt.%的铝,基于铝材料的总重量。在某些实 施例中,铝材料包含多于约99wt.%或更多的铝,基于铝材料的总重 量。在一些非限定的实施例中,铝包括1000系列(1000series)的 铝金属,例如下表1中的1060及1100。
[0036]在其他实施例中,所用的铝材料是铝合金。铝可容易地与半 金属、金属或以上金属的混合物形成合金。在一些非限定的实施例中, 合适的半金属包括硅、硼、锗、砷、銻、碲及近似物。在一些非限定的 实施例中,合适的金属包括铜、锌、鎂、錳、锂、铁、鉻、釩、釱、 鉍、鎵、鉛、鋯及近似物。一般来说,铜可增加合金的强度、硬度及热 处理度;鎂可增加合金的张力强度、抗海水腐蚀性、焊接能力及硬度; 錳可增加合金的强度及抗腐蚀性;硅可降低合金的熔点及增进可铸性; 和锌可增进合金的强度及硬度。
[0037]许多不同的组织对铝合金进行了分类。例如,一些常见的铝 合金组合物已经注册于铝协会(Aluminum Association)。另一方面, 许多其它的组织公布了较为特定的标准,规范铝合金的制造,包括美国 机械工程师协会(Society of Automotive Engineers)标准组织及美国 材料试验协会(ASTM)。另外,铝合金也可用一套数字系统分类(如 ANSI)或以它们的主要合金组分名称分类(如DIN及ISO)。
[0038]本发明所用的铝合金可包含铝及非铝成分,所述非铝成分包 含至少一个或多个半金属及其他金属。在某些实施例中,半金属和其他 金属包括硅、硼、锗、砷、銻、碲、铜、鎂、錳、锌、锂、铁、鉻、 釩、釱、鉍、鎵、锡、鉛、鋯、鎳、鈷及以上元素的混合物。在某些实 施例中,铝合金包含多于约85%的铝、多于约87wt.%的铝、多于约 90%的铝、多于约92wt.%的铝、多于约93wt.%的铝、多于94 wt.%的铝,或多于多于95wt.%of铝,基于铝合金的总重量。在某些 实施例中,铝合金包含多于约1wt.%、多于约2wt.%、多于约3 wt.%、多于约4wt.%、多于约5wt.%、多于6wt.%,或多于7wt.% 的非铝成分,基于铝合金的总重量。
[0039]在另一些实施例中,铝合金是一种包含铝及铜的合金。在某 些实施例中,铝合金包含多于约1wt.%的铜、多于约2wt.%的铜、 多于约3wt.%的铜、多于约4wt.%的铜、多于约5wt.%的铜、多 于6wt.%的铜,或多于7wt.%的铜,基于铝合金的总重量。在某些实 施例中,铝合金大体上不含有铜。
[0040]在另一些些实施例中,铝合金是一种包含铝及鎂的合金。在 某些实施例中,铝合金包含多于约1wt.%的鎂、多于约2wt.%的 鎂、多于约3wt.%的鎂、多于约4wt.%的鎂、多于约5wt.%的 鎂、多于6wt.%的鎂,或多于7wt.%的鎂,基于铝合金的总重量。在 某些实施例中,铝合金大体上不含有鎂。
[0041]在另一些些实施例中,铝合金是一种包含铝及錳的合金。在 某些实施例中,铝合金包含多于约1wt.%的錳、多于约2wt.%的 錳、多于约3wt.%的錳、多于约4wt.%的錳、多于约5wt.%的 錳、多于6wt.%的錳,或多于7wt.%的錳,基于铝合金的总重量。在 某些实施例中,铝合金大体上不含有錳。
[0042]在另一些些实施例中,铝合金是一种包含铝及硅的合金。在 某些实施例中,铝合金包含多于约1wt.%的硅、多于约2wt.%的 硅、多于约3wt.%的硅、多于约4wt.%的硅、多于约5wt.%的 硅、多于6wt.%的硅,或多于7wt.%的硅,基于铝合金的总重量。 在某些实施例中,铝合金大体上不含有硅。
[0043]在另一些些实施例中,铝合金是一种包含铝及锌的合金。在 某些实施例中,铝合金包含多于约1wt.%的锌、多于约2wt.%的 锌、多于约3wt.%的锌、多于约4wt.%的锌、多于约5wt.%的 锌、多于6wt.%的锌,或多于7wt.%的锌,基于铝合金的总重量。 在某些实施例中,铝合金大体上不含有锌。
[0044]在另一些些实施例中,铝合金是一种包含铝及锡的合金。在 某些实施例中,铝合金包含多于约1wt.%的锡、多于约2wt.%的 锡、多于约3wt.%的锡、多于约4wt.%的锡、多于约5wt.%的 锡、多于6wt.%的锡,或多于7wt.%的锡,基于铝合金的总重量。 在某些实施例中,铝合金大体上不含有锡。
[0045]在某些实施例中,适合用来形成本说明书所述的氧化层的铝 合金是锻铝合金(wrought aluminum alloys)。一般而言,锻铝的识 别可用一般识别合金元素的系统:4位数字,后面加上一条虚线,一个表 示热处理种类的字母,以及表示特定回火性(specific temper)的一个 1位数至4位数的数字,如,6061-T6代表常见易切削铝合金(free- machining aluminum alloy)。铝合金的物理性能可被热处理及特定的 回火处理影响。
[0046]一些合适的锻铝合金及其组合物的非限定实施例列于下表1 中。



[0047]任何本领域技术人员所知的锻铝合金都可适合形成本发明所 公开的氧化层。在某些具体实施方式中,铝合金可以是2000系列、 3000系列、4000系列、5000系列、6000系列、或7000系列合金的任 何一种合金。一般来说,1000系列、2000系列、3000系列、4000 系列、5000系列、6000系列或7000系列的铝合金的主要非铝成份 分别为铜、锰、硅、镁、镁/硅和锌。一些合适的锻铝合金的非限定实施 例列列于上表1中,以及2011、2017、4032、5005、6061及类似物。
[0048]在其它具体实施方式中,1000系列、2000系列、3000系 列、4000系列、5000系列、6000系列或7000系列中的每一种铝合金 皆可被热处理,因此被分派如下所述F、O、T或H等识别码(temper code)。
[0049]“F”码代表合金为“锻造”(fabricated)出来的状 态,即,在成形过程后的热处理或应变硬化过程中没有经过像是铸造 (casting)、热加工(hot working)、冷加工(cold working)等特别 的控制。
[0050]“O”码代表合金已经进过退火。这代表最低强度、最高塑 性温度(ductility temper)。
[0051]“T”码代表合金已经经过热处理而被强化,不管之后是否 经过应变硬化(strain hardening)。“T”识别码包含以下几种。T1从一个高温成型过程冷却和自然老化至大体上稳定的状态。
T2从一个高温成型过程冷却、冷加工、并自然老化至大体上稳 定的状态。
T3溶液热处理、冷加工,并自然老化至大体上稳定的状态。
T4溶液热处理,并自然老化至大体上稳定的状态。
T5从一个高温成型过程冷却然后人工老化。
T6溶液热处理然后人工老化。
T7溶液热处理然后过度老化/稳定化。
T8溶液热处理、冷加工,然后人工老化。
T9溶液热处理、人工老化、然后冷加工。
T10从一个高温成型过程冷却、冷加工、并人工老化。
[0052]“H”码代表合金已经过应变硬化而被强化,不管之后是否 经过热处理。“H”应变硬化识别码包含以下几种。H1只有应变硬化。
H2应变硬化并部分退火。
H3应变硬化和稳定化。
H4应变硬化和喷漆(lacquered)或涂漆(painted)。假设镀 膜过程的热效应
会影响应变硬化。这不是经常发生。
[0053]在某些具体实施方式中,适合用来形成氧化层的铝合金是铸 铝合金(cast aluminum alloys)。一般而言,铸铝可用4至5位数字 加上一个小数点的系统来识别。在百位数字的地方代表的是作为合金的 元素,而小数点后面的数字代表其形态,例如鋳造形状或铸 (ingot)。如,铸铝合金包括x1xx.x系列,其包含至少99%的铝;包 含铜的x2xx.x系列;包含硅、铜和/或镁的x3xx.x系列;包含硅的 x4xx.x系列;包含镁的x5xx.x系列;包含锌的x7xx.x系列;包含 锡的the x8xx.x系列;和包含其他金属的x9xx.x系列。一些合适的锻 铝合金的非限定实施例包括355、356、357、360、380、319及其类似 物。
[0054]在某些具体实施方式中,适合用来形成氧化层的铝合金是已 被命名的铝合金。一些已命名的铝合金的非限定实施例包括Al-Li合 金(铝和锂的合金),硬铝(Duralumin,铝和铜的合金),Nambe(铝 加上7种其它未被公开的金属)、Magnox(铝和镁的合金)、Zamak (铝、锌、镁、铜的合金)、Silumin(铝和硅的合金)、和AA-8000。
[0055]本发明所公开的阳极氧化方法一般来说包含至少三个步骤, 即,预处理、阳极氧化及后处理。任何本领域技术人员所知的预处理过 程均可用来作为阳极氧化步骤前铝材料表面的预处理。一些适合的预处 理过程的非限定实施例包括以机械和/或化学方法净化表面、以电晕放电 (corona discharge)、火焰、等离子、性和/或酸性蚀刻或混合的方 法处理表面。在某些具体实施方式中,铝材料的表面可先被净化在被化 学处理或蚀刻。净化可经由任何一种已知的机械方法、化学方法、或以 上方法的混合。一个净化的非限定的实施例包括在使用机械搅拌或超声 波振动的除油过程中使用溶液以去除表面上的油和粒子。
[0056]可选的,净化的表面可继续以无蚀刻性的碱土金属溶液加以 化学处理以进一步去除污染物,可优选的在高温下进行。或者,净化的 表面可以用无机酸、强有机酸或以上物品的混合物的水溶液加以蚀刻。 一些合适的无机酸的非限定实施例包括硫酸、硝酸盐酸氢氟酸、氢 溴酸、氢碘酸磷酸及以上物品的混合物。一些合适的有机酸的非限定 实施例包括甲苯磺酸、三氟乙酸、4-三氟甲基苯甲酸、甲基磺酸、醋 酸及以上物品的混合物。蚀刻酸溶液可进一步包含一个氧化剂例如金属 重铬酸盐(metal dichromates)(如锂、钠、重铬酸盐)或金属高锰 酸盐(metal permanganates)(如锂、钠、钾高锰酸盐),过氧化物 (如过氧化氢)及以上物品的混合物。
[0057]一般来说,可藉由改变蚀刻过程的时间和温度来控制蚀刻的 程度(即轻度、中度、重度)。蚀刻的时间可以在从约5分钟至约4小 时、从约10分钟至约2小时,或从约15分钟至约1小时之间变化。蚀 刻的温度范围可以是约20-90℃、约25-80℃、约30-75℃,或约 30-60℃。蚀刻的程度的增加一般来说可以藉由增加蚀刻的时间、蚀刻 的温度或以上方法混合的方式增加。
[0058]在某些具体实施方式中,铝材料的表面可藉由Forest Product Laboratories(FPL)蚀刻过程来进行预处理。FPL蚀刻过程一 般来说包含以下步骤:1)除油步骤,使用例氢化合物或卤化碳氢化合物,即三氯乙烯 (trichloroethylene)等溶剂来去除表面上的油和粒子;
2)碱土金属净化步骤,在约50-80°F的温度下,将铝材料浸在非蚀 刻碱土金属溶液以进一步去除污染物;
3)蚀刻步骤,将铝材料浸在硫酸和重铬酸钠水溶液中约9-15分钟;
4)清洗步骤,在不高于50℃的温度下以水清洗铝材料约1-2分钟; 和
5)干燥步骤,在不高于65℃的温度下以空气干燥铝材料约一小时。
[0059]在其它具体实施方式中,铝材料的表面以磷酸阳极氧化 (phosphoric acid anodize,PAA)蚀刻过程来预处理。PAA蚀刻过程一 般来说与FPL蚀刻过程相似,只是PAA蚀刻过程进一步包含一个阳极氧 化过程,所述阳极氧化过程包含将一个约10V的偏压施于一个不锈钢阴 极上,以在工件上产生一个表面阳极层(superficial anodic layer)。
[0060]可选地,可以用浓缩的磷酸和硝酸混合物来预处理铝材料的 表面使其明亮化。在某些具体实施方式中,可产生近似镜面的效果。
[0061]在阳极氧化步骤中,铝材料被浸在一个含有电解液的水浴 中,同时让电流通过所述水浴以在铝材料的表面生成一个氧化层。所述 氧化层主要来自铝材料本身,而非来自所述电解液。根据不同的铝材 料,氧化层可以是透明、不透明或有色的。另外,氧化层可以同时或之 后被染色,产生一个或多个所需要的颜色,以适用于各种装饰和/或保护 性应用。
[0062]一般来说电解液包含水、硫酸和草酸。任何商业上可取得的 硫酸皆可使用。硫酸的用量可以是每公升电解液含约100-360克、约 140-220克、或约160-200克。任何商业上可取得的草酸皆可使用。 草酸的含量可以是每公升电解液含约5-40克、约12-20克,或约 14-18克。在某些具体实施方式中,每公升电解液的硫酸含量为约160 -200克和每公升电解液含草酸约14-18克。
[0063]可选地,所述电解液可进一步包含铝离子、金属硫酸盐、一 种非草酸的有机酸、一种金属金属羧酸盐或以上物品的混合物。在某些 具体实施方式中,所述电解液包含铝离子。铝离子的含量可以是每公升 电解液含约0.5-30克,约1-20克,或约2-11克。在其它具体实 施方式中,所述电解液包含一个金属硫酸盐或一种非草酸的有机酸或一 种有机酸的金属盐。金属硫酸盐、有机酸和金属羧酸盐每一种的含量都 可以是每公升电解液含0克至约100克。在某些具体实施方式中,所述 电解液大体上不含金属硫酸盐、非草酸的有机酸,或金属羧酸盐。
[0064]一些金属硫酸盐的非限定实施例包括锂、钠、钾、铜、镁、 锰、硅、锌、铁、铬、钒、钛、铋、镓、锡、铅、锆、镍、钴或以上 物品的混合物的硫酸盐。一些适合的有机酸的非限定实施例包括饱和脂 肪族α羟基一元酸(saturated aliphatic alpha-hydroxy monocarboxylic acids),如乙醇酸(glycolic acid)、乳酸(lactic acid)和苹果酸(malic acid)和非草酸的饱和与非饱和脂肪族二羧酸 (aliphatic dicarboxylic acid),如丙二酸(malonic)、琥珀酸 (succinic),和来酸(maleic acid)。金属羧酸盐的金属可以是 锂、钠、钾、铜、镁、锰、硅、锌、铁、铬、钒、钛、铋、镓、锡、 铅、锆、镍或钴。所述羧酸盐可以得自饱和脂肪族α羟基一元酸、饱和 脂肪族α羟基一元酸,和饱和与非饱和脂肪族二羧酸,包括草酸或以上 物品的混合。
[0065]阳极氧化水浴的温度可以是约5-25℃或约10-15℃。所 述阳极氧化步骤的在第一个时间阶段内的第一个电流的密度可以小于0.7 A/dm2、小于0.6A/dm2,或小于0.5A/dm2和在第二个时间阶段内的第二 个电流的密度约1.5-2.5A/dm2、约1.6-2.4A/dm2,或约1.7-2.3 A/dm2。第一个时间阶段可以是从0-10小时、约0.5-5小时,或约 1-1小时。第二个时间阶段可以是约1-5小时、约5-1.5小时, 或约5-45分钟。所述阳极氧化步骤可进一步包含在第三个时间阶段内 使用第三个电流,其电流密度约0.5-2.0A/dm2、约0.75-1.75 A/dm2,或约1.0-1.5A/dm2。第三个时间阶段可以是约1-5小时、 约1-2小时,或约1-30分钟。
[0066]欲将电流密度保持在一个特定的范围内,可以随着时间逐渐 增加施加于电极上的电压约10-250伏特,视乎铝材料上生成的氧化层 而定。在某些具体实施方式中,所施加的电压范围约10-200伏特,约 15-150伏特,或约20-100伏特,以保持电流密度恒定或在一个特定 的范围内。所述阳极氧化步骤可使用一个恒定的直流电流直流电流、脉 冲直流电流、整流脉冲直流电流、交流电流、整流交流电流或以上电流 的混合。
[0067]可选地,所述电解液可以利用任何搅拌或冷却装置搅拌或冷 却,以移走阳极氧化过程中在铝材料表面上生成的热。对电解液的温度 进行有效的控制可以使薄膜质量稳定化并提高薄膜的物理性能。在一些 具体实施方式中,搅拌装置可以是机械性混合装置,例如搅拌器、搅拌 机、均质器,或声波震动器或搅拌机等能够促进电解液在铝材料表面 附近流动的装置。
[0068]在其它具体实施方式中,搅拌装置包含一个或多个含洞的搅 拌筒,所述洞的直径约5-50微米、约10-40微米,或约15-25微 米。空气可以被强迫通过这些洞,以在铝材料的表面上产生非常微细的 气泡。这些气泡可以将在铝材料的表面上产生的热能传递至电解液相对 较为低温的部分。
[0069]所述多孔的阳极氧化层可以被染色或着色、密 封、磨光,或以上方法的混合。在某些具体实施方式中,所述氧化层可 以先染色再密封,以在其上形成一个染料层。任何适合染色阳极氧化氧 化层的有机和无机染料或色素都可使用。图1显示铝基层(3)上的阳 极氧化层的阳极单元(1)的孔洞(2)。在某些具体实施方式中,孔洞 的直径是约0.005-0.05微米,或约0.01-0.03微米。在其它具体实 施方式中,染料或色素分子的粒径为约5-60纳米,或15-30纳米。 染色或着色可用任何本领域技术人员所知的染色或着色方法,使染料或 颜色进入或沉积在阳极单元上的孔洞,以形成一个染料层。
[0070]有些有机和无机染料在文献上都有描述,例如,在S. Kawai,“Anodizing and Coloring of Aluminum Alloys,”ASM International(2002),在此以引用方式并入本说明书。一些有机染料 非限定实施例包括酸性染料、酸性金属配合物染料、酸性介质染料、直 接染料、弱酸性染料、分散染料、分解还原染料、活性染料、碱土金属 染料、和溶剂染料,例如可溶于酒精的染料油溶性染料。一些无机染料 的非限定实施例列于下表2。从无机染料得到的颜色也列于下表2。表2.



[0071]一般而言,染色或着色可以经由以下方法达成。在电解着色 法中,阳极氧化后,工件被浸入一个含有无机金属盐的水浴中,之后施 加电流使金属盐沉积在孔洞的底部。生成的颜色与所用的金属和过程的 条件有关。另外,颜色的范围可以藉由将有机染料用过度染色步骤而扩 大。一些合适金属的非限定实施例金属包括锡、钴、镍、和铜。
[0072]整体着色(integral coloring)结合了阳极氧化和着色,以 同时将氧化物单元的墙形成和着色成古铜色和黑色阴影(black shades)。它可以是最昂贵的过程之一,因为它须要显着地更多的电 力。
[0073]有机染色可以用来产生很多种类的颜色。这些有机染料提供 生动的颜色,其强度也许是市场上其它颜料系统所不能比拟的。一般而 言,它们能提供极佳的天气阻抗性和光线阻抗性。并可藉由将电解颜色 以有机染料过度染色而扩大颜色的范围,使其具有更多种类的颜色和阴 影。此方法相对较廉价,所需的初始成本是所有着色过程中最低的。
[0074]干扰着色(interference coloring)包括修饰在含硫酸的电 解液中产生的孔洞构造。孔洞的扩大可发生在孔洞的底部。沉积在这 些部位的金属可产生许多具光线阻抗性的颜色,从蓝色、绿色和黄色至 红色。所述颜色通常由光学干扰造成,而非基本电解着色过程所用的光 线散射。
[0075]在某些具体实施方式中,有机染料被用来填入阳极氧化层的 孔洞达到着色的目的。在另一些具体实施方式中,无机染料或金属盐类 可以经电化学方法沉积至孔洞的底部以生成各种颜色。在其它的具体实 施方式中,一个金属(如锡)可以被电解沉积在阳极氧化层的孔洞内以 提供颜色。在特定的具体实施方式中,可以藉由添加特定有机酸至硫酸 电解液和在氧化过程使用脉冲电流,整合地生成所述颜色于阳极氧化层 上或内部。一些氧化层颜色的非限定实施例包括红色、橙色、黄色、绿 色、蓝色、靛色、紫色、粉红色、色、金色、古铜色、棕色、黑色、 灰色、香槟色、白色,和所有这些颜色的已知的阴影和色调
[0076]染色后,所述氧化层的表面可以可选地被密封,可用本领域 技术人员已知的方法来密封阳极氧化层。一般来说,密封将阳极单元的 孔洞封闭,因此可以提供一个能够抗污染、磨损、摩擦,及颜色退化的 表面。再者,密封可以减低或消除染料溢出的机会和增加抗腐蚀性。在 某些具体实施方式中,所述密封在20℃下的盐类内进行,如镍盐,钴 盐及以上物品的混合物,用所述盐渗透和封闭孔洞。在其它具体实施方 式中,密封利用热水或蒸汽将氧化物转化成水合式的形态进行。所述转 化可降低阳极单元的孔洞的尺寸,因此,随着氧化物膨胀,表面的多孔 性(porosity)随之降低。在另一些具体实施方式中,可在金属重铬酸 盐如重铬酸钠存在的情形下进行密封。在另一些具体实施方式中,可在 金属醋酸盐如醋酸镍或其它抗花剂(anti-bloom agent)存在的情形下 进行密封。
[0077]密封后,可以选择性地将氧化层的表面以本领域技术人员已 知的方法磨光或抛光。在某些具体实施方式中,氧化层的表面以磨光或 抛光用化合物磨光或抛光。磨光或抛光用化合物通常包含研磨粒子、粘 结剂和选择性添加的添加剂。磨光或抛光用化合物可以进一步包含稀释 用粒子例如大理石、石膏、燧石、硅土、氧化铁、硅酸铝、和玻璃(包 括玻璃泡和玻璃珠)。磨光或抛光用化合物的外形可以是饼状、管状、 膏状或液状。一些磨光或抛光用化合物的非限定实施例包括取自法国 Rhone-Poulenc Co.公司的乳白色磨光用化合物(Opaline polishing compound)和取自美国密歇根Formax Manufacturing Corp.公司的硅 藻石化合物(tripoli compound)。
[0078]任何传统的本领域已知的研磨粒子都可用作磨光或抛光用化 合物。一些研磨粒子的非限定实施例包括熔融铝氧化物,例如白刚玉 (white fused alumina)、热处理铝氧化物和棕色铝氧化物)、碳化硅 (silicon carbide),例如绿色碳化硅,碳化硼、碳化钛、钻石、立方 氮化硼(cubic boron nitride)、石榴石(garnet)、硅藻石 (tripoli,微晶二氧化硅)、氧化铬、氧化铈(cerium)、熔融铝锆 (fused alumina-zirconia)、溶胶-凝胶法合成的研磨粒子(sol-gel- derived abrasive particles),和以上物品的混合物。任何传统的本 领域已知的抛光化合物粘结剂都可用来作为磨光或抛光用化合物。一些 适合的粘结剂的非限定实施例包括天然蜡、合成蜡、氯化蜡,如四氯化 (tetrachloronaphtalene)、五氯化萘 (pentachloronaphthalene)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride)和以上 物品的混合物。
[0079]任何传统的本领域已知的研磨添加剂都可用作磨光或抛光用 化合物的用途。一些适合的添加剂的非限定实施例包括如二氧化钛的颜 料(pigment),或氧化铁、乳化剂、界面活性剂、润湿剂、泡沫稳定 剂、热力或紫外线稳定剂、抗氧化剂、研磨剂和以上物品的混合物。研 磨剂的实施例包括有机卤化物、卤化盐,如氯化钠、钾冰晶石 (potassium cryolite)、钠冰晶石(sodium cryolite)、铵冰晶石 (ammonium cryolite)、氟硼酸钾(potassium tetrafluoroboate)、 氟硼酸钠(sodium tetrafluoroborate)、氟化硅(silicon fluorides)、氯化钾(potassium chloride)和氯化镁(magnesium chloride)。
[0080]在某些具体实施方式中,可以用装有抛光化合物的旋转抛光 轮与工件表面接触来进行抛光。在其它具体实施方式中,抛光可以分两 步骤进行,即削切(cutting down)和着色(coloring)。削切步骤是 初始步骤,以粗糙的削切摩擦抛光化合物进行。在有些情况下,削切步 骤可能是达到表面光泽或平滑度所需的唯一步骤。着色步骤一般包括轻 度的抛光,以带给工件表面亮泽。优选地,可以使用着色化合物。比起 用于削切步骤的抛光化合物,一些着色化合物含有筛目尺寸较小的磨 料。
[0081]在某些具体实施方式中,抛光化合物是呈液状或膏状。制作 液状或膏状的研磨粒子和粘结剂通常与用于固体抛光化合物的研磨粒子 相同。将液状或膏状抛光化合物的成分带入一个乳化的,水基的流体, 作为喷雾或涂刷等应用。
[0082]一些特定的具体实施方式中,抛光是藉由抛光轮达成。抛光 轮一般提供两个主要功能。第一个功能是将研磨粒子带至工件的表面以 进行削切和/或着色动作。第二个功能则是当需要时,产生足够的摩擦 热,以在工件表面产生塑性流动(plastically flowing)或擦亮 (burnishing)的效果。各种本领域技术人员所知,具有不同设计和构 造的抛光轮皆可用于本发明所需的磨光和抛光过程。
[0083]在其它具体实施方式中,氧化层的表面可以用本领域技术人 员所知的砂磨剂、磨砂化合物、或其他磨砂物来磨光,例如精细的磨砂 轮或磨砂纸。在一些具体实施方式中,氧化层的表面是以微抛光产品来 磨光,例如抛光膜(lapping film)。在一些具体实施方式中,抛光膜 包含粒度为400或以上的磨砂物。在某些具体实施方式中,氧化层具有 一个表面粗糙度Ra值少于约0.1微米、少于约0.09微米、少于约 0.08微米、少于约0.07微米、少于约0.06微米、少于约0.05微 米、少于约0.04微米、少于约0.03微米、少于约0.02微米,或少 于约0.01微米。表面平滑度可以用下列轮廓术(Profilometry method) 测量。
[0084]所述氧化层表面粗糙度可以购自英国Taylor Hobson的 Talysurf PGI 1240非球面测量系统测得。轨距可以是约10毫米、约5 毫米、约1毫米、约0.5毫米、约0.25毫米或约0.1毫米。测量时的 探针速度可以是约5毫米/秒、约1毫米/秒、约0.5毫米/秒、约 0.25毫米/秒或约0.1毫米/秒。
[0085]在某些具体实施方式中,所述氧化层的微米硬度 (microhardness)值约280-1000Hv、约280-750Hv、约300-550 Hv、约320-520Hv,或约320-500Hv,可藉由本发明所公开的方法 测量而得。在一个具体实施方式中,所述微米硬度可以用Buehler Micromet 2103方法测得,包括具有136度的方底盤式(square base) 的维氏直径压头(Vickers diameter)。在另一个具体具体实施方式 中,所述微米硬度可以用任何本领域技术人员所知测量微米硬度的方法 测得。
[0086]在某些具体实施方式中,所述氧化层的厚度约15-100微 米、约15-75微米、约15-50微米、约15-40微米或约15-30 微米。在一个具体实施方式中,厚度可由Fischer薄膜厚度测试机测 得。
[0087]本发明所公开的方法可用作作分批阳极氧化和连续线圈 (continuous coil)阳极氧化。分批阳极氧化一般来说包括支架部件, 可将它们浸入一连串的处理槽。一些适合分批阳极氧化的部件的非限定 实施例包括挤出件、薄片或弯曲的金属部件、铸造物、厨房用具、化妆 盒、闪光灯体,和机械化的铝部件。
[0088]连续线圈阳极氧化一般来说包括经由一连串的阳极氧化连续 地转开预先卷好的线圈、蚀刻和净化槽,之后再卷起已阳极氧化的线圈 以出货和锻造。此方法可以用在大量的薄片、箔片、和较为简单的产 品,例如灯具、反射板、百页窗、绝缘玻璃的间隔条和连续屋面 (continuous roofing)系统。

具体实施方式

[0089]下列实施例只是作为解说用途,不在任何方面限制本发明的 范围。实施例1
[0090]实施例1是根据以下步骤制备:在含有水、硫酸(180克/ 公升电解液)和草酸(16克/公升电解液)的电解液和约10-16℃的温 度下阳极氧化铝合金Al-6063工件。所述阳极氧化过程按照顺序以四个 步骤完成,每个步骤包括不同的电流密度和电解时间。第一个步骤的电 流密度为0-0.7A/dm2,维持10分钟。第二个步骤的电流密度为约0.7 -2.0A/dm2,维持10分钟。第三个步骤的电流密度为约2.0-2.5 A/dm2,维持10分钟。第四个步骤的电流密度为约1.5-2.5A/dm2, 维持50分钟。电流密度是由一个具有伏特电压约20-24V的脉冲式直 流电流(DC)产生。第一、第二、第三个脉冲电流序列是开0.8秒之 后关0.2秒。第四个脉冲电流序列是开0.6秒之后关0.4秒。、实施例2
[0091]实施例2是依照与实施例1类似的步骤制备,只是工件被染 成蓝色。实施例3
[0092]实施例3是依照与实施例1类似的步骤制备,只是工件被染 成红色。对比实施例A
[0093]对比实施例A是根据以下步骤制备:在含有水、硫酸(180- 200克/公升电解液)的电解液和约24℃的温度下,以电压12-22V, 电流密度约1.0A/dm2的直流电阳极氧化铝合金Al-6063工件约15分 钟。对比实施例B
[0094]对比实施例B是根据以下步骤制备:在含有水、硫酸(180- 200克/公升电解液)的电解液和约24℃的温度下,以电压12-22V, 电流密度约1.0A/dm2的直流电阳极氧化铝合金Al-6063工件约45-60 分钟。对比实施例C
[0095]对比实施例C是根据以下步骤制备:以一个类似钻石的碳和 物理气相蒸镀技术将铝合金Al-6063工件镀上薄膜。过程期间约2-2.5 小时。类似钻石的碳薄膜的厚度大概约1微米。界面为铬。对比实施例D(第二类阳极氧化)
[0096]对比实施例D是根据以下步骤制备:在含有水、硫酸(190- 200克/公升电解液)的电解液和约18-20℃的温度下,以电压15-17 V,电流密度约1.5A/dm2的直流电阳极氧化铝合金Al-6063工件约45- 60分钟。磨损试验
[0097]磨损试验是用来测试对比实施例A-C和实施例1的抗磨损 性。所述磨损试验是以Taber研磨磨损测试机(Abrasive Wearing Tester)依照ISO5470-1步骤,利用CS-17负载1Kg的磨砂头完成。所 述试验在打开抽吸装置下进行,速度为40rpm。氧化层的厚度由 Fischer薄膜厚度测试机测得。所述磨损试验数据列于下表3。表3的 数据显示实施例1的抗磨损能力比对比实施例A-C高。表3.磨损试验结果

薄膜微米硬度测试
[0098]对比实施例D和实施例1的微米硬度被测试。微米硬度测 试机是具有136度的方底盤式(square base)的维氏直径压头 (Vickers diameter)的Buehler Micromet 2103测试机。对比实施例D 和实施例1在测量前被横切、塑性安置(plastic mounted)和磨 光。至于微米硬度测试机的负载,实施例1为300gf,对比实施例D 500gf。微米硬度测试数据列于下表4和5。表4和5的数据显示实施 例1的平均微米硬度比对比实施例D高。表4.实施例1的微米硬度测试结果

表5.对比实施例D的微米硬度测试结果
  测试负载(gf)   微米硬度(HV)   附注   500   267.7   薄膜破裂   500   258.8   薄膜破裂   500   272.2   薄膜破裂   平均   266.2   无法预测
[0099]实施例2和3的表面粗糙度是以购自英国Taylor Hobson的 Talysurf PGI 1240非球面测量系统测得。轨距是约0.25毫米。测量时 的探针速度是0.5毫米/秒。所用的过滤器是ISO型的。每一个样品皆 以东至西、南至北的方向测量。实施例2和3的表面粗糙度数据列于下 表6。表6.
 样品   东至西方向的Ra值   南至北方向的Ra值   平均Ra  实施例2   0.038微米   0.040微米   0.039微米  实施例3   0.038微米   0.041微米   0.040微米
[00100]如上所示,本发明的实施例提供了多种方法产生用于装饰用 途的有色氧化层。虽然本发明以有限数目的实施例来描述,每个实施例 的特殊特征不应被视为其它实施例的特征。没有一个实施例可以代表本 发明的所有方面。在某些实施例中,所述方法可以包括数个没有提及的 步骤。在其它实施例中,所述方法不包括,或大体上不含没有提及的步 骤。所描述的实施例亦可稍加变化或修饰。需要注意的是,产生有色氧 化层的方法是以数个步骤来描述。这些步骤的实施次序可以变换。其中 一个或多个步骤可以被省略或被合并,仍然可以达到大体上相同的结 果。权利要求书则希望能够覆盖本发明范围内所有的变化和修饰。
[00101]所有本说明书所提及的出版物和专利申请都以引用的方式完 整地纳入本说明书,如同每一份出版物和专利申请都被特别指名地以引 用方式被纳入本说明书。虽然为了能够清楚理解本发明,上述的发明以 实施例的方式作出详细的解说,本领域的技术人员在本发明的教导上, 能够轻易地对本发明作出改变或修饰,而不偏离权利要求书的范围或精 神。
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