表面制造技术

一种流体转移表面的制备方法，该方法包括：提供一个钛或钛合金的表面；使钛或钛合金表面通过间隙元素吸收进行表面硬化以提供一个硬化的表面；并且，如果需要的话，雕刻所述表面，以提供所需的表面形貌。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及流体转移表面，该流体转移表面的制备方法，以及该流体转移表面的用途。
技术介绍
在流体转移操作中，装载有流体的表面(流体转移表面)和副表面有经常接触或反复接触。例如，印刷版、胶印滚筒、橡皮辊子或其上施加有流体的目标基体表面。流体转移表面通常有一个在其生命周期中始终保持不变的精确设计的形貌。该表面也必须能重复地接收和输送一致的和一定量的流体，因此必须是硬且耐磨的。由在使用中的逐渐磨损或粗心的操作导致的对表面的任何损害都很可能转化为对预期的产品缺陷。另一个问题是要注意的是，施加到副表面上的流体可以是高度腐蚀性的。例如，苯胺印刷油墨(Flexographic inks)通常是碱性的，它们有时含有高含量的氨，将腐蚀如铜和铝等的金属。此外，现代的印刷油墨是装载有诸如粘土和碳酸钙矿物以及矿物颜料的复合制剂，这类填料可能导致诸如印刷辊和/或刮刀这样较软的印刷表面的磨损。铬电镀(或“硬铬(hard chrome)”)可被用于保护(辊)表面避免由于表面上铬层的沉积导致的磨损和腐蚀。然而，这也有其缺点。沉积的铬层具有极小的孔隙度，因而不能提供完全有效的针对印刷流体腐蚀的屏障。这就必须使用一个更高密度的阻隔膜(如镍)作为底涂层，在沉积铬层前沉积到相关的表面上。此外，镀铬带来了环境和健康危害。用铬酸的电镀槽也有严重的危险。更值得关注的是，镀铬使用了包括作为人类致癌物的六价铬(Cr6+)。因为含有高含量的酸和重金属，使用过的溶液也必须小心处理。从1970年代开始，以等离子体喷涂一层厚的铬氧化物多少取代了铬电镀作为赋予流体转移表面耐磨性和耐腐蚀性的手段。与镀铬相比，铬氧化物是极其坚硬(HV～1500)和更耐磨的。接下来，等离子体喷涂铬氧化物的表面可以被加工(machined)，以及然后用激光雕刻均匀的单元格图案或凹槽。然而，这种方法本身并非没有问题。常规的空气等离子喷涂铬氧化物粉末的沉积效率是比较低的(小于约45％)，以及等离子喷涂需要大功率，这两点意味着运行等离子体喷射系统的成本相对较高。此外，结构缺陷总是出现在等离子体喷涂涂层中，以及孔隙度(porosity)趋向较高。可以理解的是，涂层中的缺陷降低了作为对腐蚀性流体的屏障的有效性。当腐蚀性流体与底层基板接触，涂层与基体的交界面经常发生问题。此外，较高的孔隙度限制了可以雕刻的单元格数量，这限制了可产生的打印质量。考虑到通过铬基粉末的热喷涂形成Cr6+的可能性。事实上，在2004年的美国加州空气资源委员会通过的通过04-44号决议中指出，使用含铬材料的热喷涂操作，可能会导致潜在的有害的六价铬空气浓度，并设置了控制措施以应对这一风险。在此背景下，能提供一种替代的生产流体转移表面的方法是有利的，例如一些坚硬的、对在使用中将与表面接触的流体具有耐磨性和耐腐蚀性的印刷表面。
技术实现思路
因此，本专利技术提供一种流体转移表面的制备方法，该方法包括：提供一个钛或钛合金的表面；使钛或钛合金表面通过间隙元素吸收(interstitial element absorption)进行表面硬化以提供一个硬化的表面；并且，如果需要的话，雕刻所述表面，以提供所需的表面形貌。关于雕刻工序，如果需要的话，可以在对钛/钛合金表面进行表面硬化的步骤之前和/或之后进行。钛及钛合金具有卓越的抵抗大气腐蚀和侵袭性溶液(包括碱性介质)的性能。钛的密度为4.5g/cm3，在目前情况下这使得它用于大型模具和压辊时成为一个有吸引力的选择，因为过重会使得操作笨重。然而，钛和钛合金往往具有较差的摩擦学性能(tribiological properties)，使它们不适用于表面互相滑动时的情况，比如用于流体转移表面。本专利技术的目的是充分利用钛和钛合金的所希望的性能，同时寻求解决其耐磨损性差的问题。按照本专利技术，通过处理所述钛或钛合金，以实现其表面硬化完成。按照本专利技术，这是通过的间隙元素吸收的机制来实现的。本专利技术还提供了通过本专利技术的方法制备的流体转移表面，以及所述流体转移表面在流体输送中的应用。本专利技术进一步提供了在副表面提供流体的方法，该方法包括：按照本专利技术提供被输送到流体转移表面的流体，将流体转移表面与副表面相接触，以将流体从流体转移表面转移到副表面。这里的术语“副表面”用来表示流体要被输送到的表面。副表面可以是用于将流体输送到最终产品/基底表面上的表面，例如印刷版、胶印滚筒、辊的表面上。辊通常由天然或合成的聚合物形成，通常是橡胶或金属。或者，该副表面可以是用于施加流体的最终产物/基底本身。最终产物/基底的实例包括塑料薄膜和片材(例如PE，PET，PP，BOPP，乙烯基(vinyl)，PVC，聚碳酸酯，聚苯乙烯，尼龙和PTFE)及镀金属膜。该膜可以为铸件或吹塑薄膜或层压制品。可替换地，最终产物/基底可以是纸张或滚筒，木材或金属片或金属箔。本专利技术在关于生产在打印操作情况下的流体转移表面具有独有的效用。贯穿本说明书和随后的权利要求书，除非上下文另有要求，词语“包括”及其变型如“含有”和“包含”，将被理解为暗示包括所述的整数或步骤以及一组整数或步骤，但并不排除任何其他的整数或步骤以及一组整数或步骤。相对任何现有的出版物(或从它衍生的资料)或任何已知物质而言，本说明书中的参考文献不是也不应当被视为承认或接受或任何形式的建议，现有的出版物(或从它衍生的资料)或已知的物质形成本说明书相关的努力属于本领域公知常识的一部分。附图说明本专利技术的实施例参考所附的非限制性的附图示出。图1是按照本专利技术实施例1制备的钛表面的光学显微镜图像。图2是按照本专利技术实施例1制备的钛表面的经蚀刻的横截面的扫描电子显微镜图像。图3是按照本专利技术实施例2制备的钛表面的光学显微镜图像。图4是按照本专利技术实施例3制备的钛表面的扫描电子显微镜图像。图5是按照本专利技术实施例4制备的钛表面的光学显微镜图像。图6是按照本专利技术实施例5制备的钛表面的光学显微镜图像。图7是实施例6中的印刷机装配试验的示意图，示出了墨盘、辊和刮刀的布置。图8是按照本专利技术实施例7制备的钛表面的受损区域的光学显微镜图像。具体实施方式根据本专利技术，通过利用钛与一种或多种间隙元素(interstitial elements)产生反应来使表面(或者表面的一个或多个区域)更充实，并增加钛或钛合金表面的耐磨性和表面硬度，并且产生了期望的表面特性。当使用钛合金的时候本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体转移表面的制备方法，该方法包括：提供钛或钛合金的表面；使所述钛或钛合金表面通过间隙元素吸收进行表面硬化以提供一个硬化的表面；并且，如果需要的话，雕刻所述表面，以提供所需的表面形貌。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.09 AU 20129004791.一种流体转移表面的制备方法，该方法包括：
提供钛或钛合金的表面；
使所述钛或钛合金表面通过间隙元素吸收进行表面硬化以提供一个硬
化的表面；并且，如果需要的话，
雕刻所述表面，以提供所需的表面形貌。
2.权利要求1的方法，其中，表面硬化可以在含有相关元素的气体的
存在下通过局部熔化表面实现。
3.权利要求2的方法，其中，所述气体含有相关元素的气体与惰性气
体形成的混合物。
4.权利要求2或3的方法，其中，所述气体为氮气。
5.权利要求2或3的方法，其中，所述气体为二氧化碳。
5、权利要求2或3的方法，其中，所述气体为空气。
6.前述权利要求中任一项所述的方法，其中，使用激光局部熔化所述
表面。
7.前述权利要求中任一项所述的方法，其中，使用激光雕刻所述硬化
的表面。
8.前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过压花或滚花雕刻所

\t述硬化的表面。
9.前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过化学蚀刻雕刻所述
硬化的表面。
10.前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述钛或钛合金表面是
圆柱体的外表面。

【专利技术属性】
技术研发人员：P·C·金，M·Z·札赫迪，J·P·豪尔兰德，Y·H·史，A·C·恩格尔，
申请(专利权)人：联邦科学与工业研究组织，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU