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包括阳极氧化物涂层以及促进粘附的阳极氧化物层的部件制造技术

技术编号:19414053 阅读:17 留言:0更新日期:2018-11-14 01:44
本实用新型专利技术涉及包括阳极氧化物涂层以及促进粘附的阳极氧化物层的部件。在一些实施方案中,阳极氧化物涂层是多层涂层,所述多层涂层包括利用两个单独的阳极氧化工艺形成的至少两个阳极氧化物层。所述阳极氧化物涂层至少包括与所述衬底相邻的促进粘附或控制颜色的阳极氧化物层。所述促进粘附的阳极氧化物层是使用阳极氧化工艺形成的,所述阳极氧化工艺涉及使用一种电解质,所述电解质防止在所述促进粘附的阳极氧化物层和所述衬底之间的界面处形成脱层化合物,从而将所述阳极氧化物涂层固定到所述衬底。在一些情况下,所述电解质包括有机酸,诸如草酸。所述阳极氧化物涂层还可包括装饰性阳极氧化物层,所述装饰性阳极氧化物层具有对应于所述阳极氧化物涂层的外表面的暴露表面。可将所述装饰性阳极氧化物层设计成具有所需的外观或触觉质感。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括阳极氧化物涂层以及促进粘附的阳极氧化物层的部件
本技术整体涉及阳极氧化系统和方法。在具体实施方案中,描述了用于减缓阳极氧化物涂层的层裂或脱层的系统和方法。
技术介绍
阳极氧化是一种在金属衬底上提供阳极氧化物层或涂层的方法,其通常用于工业中以向金属部件提供保护性(有时为外观上吸引人的)涂层。在阳极氧化工艺中,金属衬底的一部分转变为金属氧化物,从而形成阳极氧化物层或涂层。阳极涂层的性质可取决于多个因素,包括金属衬底的化学成分和在阳极氧化工艺中使用的工艺参数。在一些应用中,通过在阳极氧化物内注入一种或多种染料来将阳极氧化物着色,赋予金属衬底有吸引力的着色表面涂层。遗憾的是,在使用某些金属合金衬底的一些情况下,当阳极氧化物涂层在部件的正常使用期间受到刮擦或刮损力时,该阳极氧化物涂层可从它们的金属衬底剥离、碎裂或以其他方式脱层。这种脱层可使得下面的金属衬底在碎裂或剥离区域处暴露。如果该阳极氧化物涂层是经过染色的,则通常为明亮金属色的暴露的下面的金属衬底可非常明显,当该阳极氧化物涂层被染成深色时尤其明显。
技术实现思路
本文描述了与阳极氧化工艺和使用阳极氧化工艺的阳极氧化物涂层相关的各种实施方案。所描述的系统和方法用于形成阳极氧化物涂层,该阳极氧化物涂层耐受由于碎裂或层裂导致的脱层。根据一个实施方案,描述了在衬底上形成阳极氧化物涂层的方法。该衬底包含至少一种合金剂。该方法包括通过在第一电解质中阳极氧化衬底来形成装饰性阳极氧化物层。该方法还包括通过在与第一电解质不同的第二电解质中阳极氧化衬底,以在装饰性阳极氧化物层和衬底之间形成促进粘附的阳极氧化物层。第二电解质的特征在于具有防止衬底中的至少一种合金剂在促进粘附的阳极氧化物层和衬底之间的界面处转化成脱层化合物的化学成分。该脱层化合物与降低阳极氧化物涂层和衬底之间的粘合强度相关联。根据另一个实施方案,描述了一种部件。该部件包括由包含锌的铝合金制成的衬底。该部件进一步包括设置在衬底上的阳极氧化物涂层。该阳极氧化物涂层包括装饰性阳极氧化物层,该装饰性阳极氧化物层具有与部件的外表面对应的暴露表面。该阳极氧化物涂层还包括促进粘附的阳极氧化物层,该层位于装饰性阳极氧化物层和衬底之间并粘附到衬底。该促进粘附的阳极氧化物层基本上不含硫和含硫物质。根据另外的实施方案,描述了在衬底上形成阳极氧化物涂层的方法。该阳极氧化物涂层包括装饰性阳极氧化物层和促进粘附的阳极氧化物层。该方法包括在硫酸电解质中将衬底的第一部分转换为装饰性阳极氧化物层。该方法进一步包括在草酸电解质中将衬底的第二部分转换为促进粘附的阳极氧化物层,使得该促进粘附的阳极氧化物层定位于装饰性阳极氧化物层和衬底之间。该促进粘附的阳极氧化物层粘附到衬底。根据另一个实施方案,描述了在衬底上形成具有预定颜色的阳极氧化物涂层的方法。该阳极氧化物涂层包括基本上无色的装饰性阳极氧化物层和控制颜色的阳极氧化物层。该方法包括在第一电解质中将衬底的第一部分转换为基本上无色的装饰性阳极氧化物层。该方法进一步包括在与第一电解质不同的第二电解质中将衬底的第二部分转换为控制颜色的阳极氧化物层。第二电解质包括赋予控制颜色的阳极氧化物层颜色的有机酸。选择控制颜色的氧化物层的厚度,以赋予阳极氧化物涂层预定颜色。根据另一个实施方案,描述了避免阳极氧化物涂层从含锌的铝衬底脱层的方法。该方法包括通过在基本上不含硫或基本上不含含硫物质的电解质中阳极氧化铝衬底,以形成与铝衬底相邻的促进粘附的阳极氧化物层,从而使得促进粘附的阳极氧化物层包含少于约3重量%的硫或含硫物质。下文将详细描述这些实施方案和其他实施方案。附图说明通过下文结合附图的详细描述将易于理解本公开,其中类似的附图标号指示类似的结构元件,其中:图1示出了根据所述实施方案的设备的透视图,该设备具有可使用阳极氧化物涂层保护的金属表面。图2示出了部件表面的剖视图,该部件具有由阳极氧化物涂层的脱层导致的可见碎裂。图3A和图3B示出了根据所述实施方案的部件表面的剖视图,该部件正在经历用于形成耐脱层阳极氧化物涂层的阳极氧化工艺。图3C示出了暴露于冲击事件之后的图3A和图3B中所示部件的剖视图。图4示出了指示b*颜色对立维度值和用于形成阳极氧化物涂层的相对阳极氧化暴露时间之间关系的图。图5A和图5B示出了根据所述实施方案的剖视图,这些剖视图示出了具有两种不同孔结构的两种不同部件的多层阳极氧化物涂层。图6A和图6B示出了根据所述实施方案的多个部件的多个部分的剖视图,这些部件带有多层阳极涂层,并具有不同的几何形状。图7示出了根据所述实施方案的指示形成多层阳极氧化物涂层的工艺的流程图。图8示出了根据所述实施方案的具有促进粘附的阳极氧化物层的部件表面的剖视图。具体实施方式现在将详细参考在附图中示出的代表性实施方案。应当理解,以下描述并非旨在将实施方案限制于一个优选实施方案。相反,其旨在涵盖可被包括在由所附权利要求限定的所述实施方案的实质和范围内的替代形式、修改形式和等同形式。本文描述了减缓在由可阳极氧化材料(诸如,铝及其合金)制成的主体上形成的阳极氧化物涂层的边缘碎裂或脱层的方法。该方法包括至少两个连续的阳极氧化操作,该阳极氧化操作具有产生多孔氧化物的性质。在具体的实施方案中,最终的阳极氧化操作在包含有机酸作为主要酸的电解质中执行。这在阳极氧化物涂层和铝衬底之间提供牢固的粘附性。根据一些实施方案,最终涂层厚度的至少三分之一在无机电解质(诸如,硫酸或磷酸电解质)中形成,以使得所得氧化物膜的变色降到最低。在一些情况下,优选地在无机电解质中形成最终涂层厚度的一半或更多。在一些情况下,在无机电解质中形成最终涂层厚度的约80%或更多。根据一些实施方案,两个或更多个连续的阳极氧化操作包括第一常规硫酸阳极氧化操作,产生阳极氧化物涂层的外层,并且其表现出对于一些应用工艺要求所必需的透明度、质地和装饰性品质。在一些情况下,该外层经染色且被密封。随后,第二阳极氧化操作在包含有机酸或主要以有机酸作为其活性成分的电解质中执行。在一些实施方案中,第二阳极氧化工艺在包含有机酸(例如,草酸、柠檬酸、苹果酸、丙二酸、乙醇酸、乙酸、酒石酸)的电解质中执行。在一些实施方案中,第二阳极氧化工艺在包含基本上不含硫的无机酸(例如,磷酸)的电解质中执行。在一些实施方案中,第二阳极氧化操作在与第一阳极氧化操作基本上相同的电流密度下执行,以产生类似的阳极氧化物生长速率。在其他实施方案中,第二阳极氧化操作在比第一阳极氧化操作更高或更低的电流密度下执行,或者在电压控制下执行。第二阳极氧化操作在阳极氧化物层和衬底之间产生不同的界面结构,该第二阳极氧化操作表现出比第一硫酸阳极氧化操作更小的残余应力。这使得表面光洁度在部件的使用寿命期间不易发生脱层和碎裂。所述结构和方法的显著的有益效果是,可能通过改变两个阳极氧化物层的相对厚度来调节阳极氧化物涂层的颜色。例如,在主要为有机电解质的电解质中形成的阳极氧化物层中的一者可具有强烈的取决于厚度的颜色。通过改变该阳极氧化物层的厚度,可实现宽泛的金色、青铜色和灰色的色调范围,而保护性阳极氧化物涂层的总厚度由第二阳极氧化物层的附加厚度独立控制,该第二阳极氧化物层主要在无机酸中生长,并且相对清澈或无色。本文所述的方法非常适于为消费产品本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包括阳极氧化物涂层的部件,包括:包含铝合金的衬底,其中所述阳极氧化物涂层设置在所述衬底上,并且所述阳极氧化物涂层包括:装饰性阳极氧化物层,所述装饰性阳极氧化物层具有与所述部件的外表面对应的暴露表面,和定位于所述装饰性阳极氧化物层和所述衬底之间的促进粘附的阳极氧化物层,所述促进粘附的阳极氧化物层粘附到所述衬底,其中所述装饰性阳极氧化物层和所述促进粘附的阳极氧化物层包括孔,以便在所述装饰性阳极氧化物层与所述衬底之间赋予增强的粘合强度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种包括阳极氧化物涂层的部件,包括:包含铝合金的衬底,其中所述阳极氧化物涂层设置在所述衬底上,并且所述阳极氧化物涂层包括:装饰性阳极氧化物层,所述装饰性阳极氧化物层具有与所述部件的外表面对应的暴露表面,和定位于所述装饰性阳极氧化物层和所述衬底之间的促进粘附的阳极氧化物层,所述促进粘附的阳极氧化物层粘附到所述衬底,其中所述装饰性阳极氧化物层和所述促进粘附的阳极氧化物层包括孔,以便在所述装饰性阳极氧化物层与所述衬底之间赋予增强的粘合强度。2.根据权利要求1所述的部件,其中所述促进粘附的阳极氧化物层的孔的直径大于所述装饰性阳极氧化物层中的孔的直径。3.根据权利要求1所述的部件,其中所述装饰性阳极氧化物层的厚度在5微米至30微米之间。4.根据权利要求1所述的部件,其中所述阳极氧化物涂层设置在所述衬底上,并且特征在于具有小于0.2的b*颜色对立维度值。5.根据权利要求1所述的部件,其中所述装饰性阳极氧化物层和所述促进粘附的阳极氧化物层具有相同的厚度。6.根据权利要求1所述的部件,其中所述装饰性阳极氧化物层比所述促进粘附的阳极氧化物层厚。7.根据权利要求6所述的部件,其中所述装饰性阳极氧化物层的厚度大于所述阳极氧化物涂层的厚度的90%并且小于100%。8.根据权利要求1所述的部件,其中所述阳极氧化物涂层的特征在于具有小于1.0的b*颜色对立维度值。9.一种包括促进粘附的阳极氧化物层的部件,包括:包含铝合金的衬底,其中所述促进粘附的阳极氧化物层邻近所述衬底,并且粘附到所述衬底。10.根据权利要求9所述的部件,其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员:J·A·库尔兰S·R·诺瓦卡
申请(专利权)人:苹果公司
类型:新型
国别省市:美国,US

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