制作用于轻金属工件的增强表面涂层的方法技术

本发明专利技术涉及一种具有增强的表面防护的轻金属工件。该工件包含具有暴露表面的金属或合金基体。利用微弧氧化技术在暴露表面的至少一部分上形成耐腐蚀氧化物层。利用电涂技术将第一涂层涂覆到氧化物层的至少一部分上，该第一涂层用于将氧化物层密封。将第二涂层涂覆到第一涂层的至少一部分上，该第二涂层包含粉末涂料。任选地可将外观涂层涂覆到第二涂层的至少一部分上，其中该外观涂层包括底涂层、彩色涂层和透明涂层中的至少一种。

Method for producing enhanced surface coating for light metal workpieces

The invention relates to a light metal workpiece with enhanced surface protection. The workpiece comprises a metal or alloy substrate having an exposed surface. Corrosion resistant oxide layer is formed on at least a portion of the exposed surface by micro arc oxidation. The first coating is applied to at least a portion of the oxide layer by means of an electro coating technique. The second coating is applied to at least a portion of the first coating, which comprises a powder coating. Optionally, the exterior coating may be applied to at least a portion of the second coating, wherein the exterior coating includes at least one of the bottom coating, the color coating and the transparent coating.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及实施表面处理以便增加对腐蚀敏感的金属和合金的耐腐蚀性的涂层和方法。
技术介绍
此文所提供的
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说明是以对本公开的内容作一般性说明为目的。专利技术人的某些工作（即在此
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部分中所描述的工作）以及说明书中关于某些尚未成为申请日之前的现有技术的内容，无论是以明确或隐含的方式均不被视为针对于本公开的现有技术。具有高镁或铝含量的合金负重轮在特种车辆和赛车中是不常见的。然而，车轮在便宜乘用车中的使用被局限于少量跑车的生产。通过举例，当被配合到钢或铸铁轮毂及制动器部件时，电偶腐蚀是高镁含量合金车轮中的一个设计考虑。在潮湿或湿润的条件下这些部件常常会消耗许多它们的使用寿命，遗憾地经常是被加速电偶腐蚀反应的路盐所消耗。各种涂层已被涂覆到轻金属工件和基体上（例如合金车轮）用以增强腐蚀防护，但它们具有许多缺点。例如，仅具有形成于其上的厚氧化物层的工件已被使用，但常常是易碎的并且易于开裂。具有被直接地涂覆到氧化物层上的粉末涂料的工件显示低附着力。经过化学钝化处理并且具有氧化物层的工件已被使用，但具有低的耐崩裂性。此外，仅具有被设置在氧化物层上的电涂层的工件已被使用，但会获得具有低耐划痕腐蚀性和低耐热冲击性的产品。在其它的替代中，车轮可具体化为具有内部和外部的两部件组件，其中内部将外部与钢或铸铁轮毂及制动器部件电位隔离。然而，这种两部件组件并非总是理想的。因此，对于用于增强对腐蚀为敏感的轻金属和合金的耐腐蚀性的改进的表面处理仍然存在着需要。
技术实现思路
本段落提供本公开的总体概述，并且不是对其全部范围或其所有特征的全面揭示。在各种方面，本专利技术提供一种具有增强的表面防护的轻金属工件。该工件包括具有暴露表面的金属或合金基体。利用微弧氧化技术在该暴露表面中形成耐腐蚀氧化物层。利用电涂技术将第一涂层涂覆到该氧化物层上，该第一涂层用于将氧化物层密封。将第二涂层涂覆到第一涂层上，该第二涂层包含粉末涂料。在其它方面，本专利技术提供一种包括具有暴露表面的镁金属基体的镁金属车轮。至少在一部分的暴露表面上形成氧化镁陶瓷层。静电涂层被涂覆到该氧化镁陶瓷层上。粉末涂料被涂覆在该静电涂层上。在某些方面，氧化镁陶瓷层所形成为具有从约5μm至约20μm的厚度，并且具有约0.1μm至约5μm的平均孔径。静电涂层可包含环氧树脂，并且可具有从约15μm至约35μm的厚度。粉末涂料可包含聚氨酯，并且可具有从约50μm至约150μm的厚度。在其它方面，本专利技术包括一种提供在金属或合金基体上的增强的表面涂层的方法。该方法包括提供具有暴露表面的金属或合金基体。利用微弧氧化工艺在基体的暴露表面上形成氧化物层。该方法包括：利用电涂技术将第一涂层涂覆到氧化物层上，及将粉末涂料层涂覆于第一涂层上。在各种方面中，所提供的氧化物层具有约1μm至约3μm的孔隙。该方法可包括：在形成氧化物层之后的小于约24小时内将第一涂层涂覆于氧化物层上，及在形成氧化物层之后和涂覆第一涂层之前将基体维持在具有小于约60%相对湿度的湿度条件的环境中。基于本文中所供的描述，增强轻金属工件和氧化物膜形成金属的腐蚀防护的进一步的应用范围和各种方法将变得显而易见。在本
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中的描述和具体例子意图只是为了说明的目的，而并非意图限制本公开的范围。附图说明基于详细说明和附图，将更全面地理解本专利技术，在附图中：图1是根据本公开各种方面的示例性车轮组件的前平面示图；图2是沿图1的直线2-2所截取的车轮组件的剖视图；图3是图解说明根据本公开各种方面的可以被涂覆到金属基体上的各种涂层的简化图示。应当指出的是，本文中所陈述附图的意图是举例说明本专利技术的材料、方法和装置等的一般特性，从而实现描述某些方面的目的。这些附图可以不精确地反映任何所给出方面的特性，并且未必意图将具体实施例限定或限制在本专利技术的范围内。此外，某些方面可包括来自各附图的组合的特征。具体实施方式下面的描述在本质上只是示例性的而并非意图限制本公开、其应用或使用。本文中所使用的短语“A、B和C中的至少一个”应被理解成利用非排他性逻辑“或”来表示逻辑（A或B或C）。应当理解的是，在不改变本公开原理的前提下，方法中的步骤可按不同的顺序执行。范围的揭示包括在整个范围内的所有范围和细分范围的揭示。本文中所使用的标题（例如“
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”和“
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”）及副标题意图只是用于本公开中主题的一般组织，而并非意图限制本专利技术的公开内容或者其任何方面。具有所陈述特征的多个实施例的叙述并非意图排除具有另外特征的其它实施例、或者包括所陈述特征的不同组合的其它实施例。本文中所使用的词语“包括”及其变体意图是非限制性的，因而在一个列表中的各物品的叙述不应排除也可用于本专利技术的材料、组合物、装置、和方法的其它类似物品。类似地，用语“可以”和“可”及它们的变体意图是非限制性的，因而一个实施例可以或可包括某些元件或特征的叙述不排除不包含这些元件或特征的本专利技术的其它实施例。本文中空间相关术语，例如“内”、“外”、“在下面”、“在下方”、“下”、“在上方”、“上”、“在---上”等可用于便于描述一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。空间相关术语可包括在使用或操作中的装置的不同的方位。本文中所使用的，当把一个涂层、层、或材料“涂覆到基体或物品上”、“涂覆在基体或物品上方”、“形成于基体或物品”、“沉积于基体或物品上”等时，可将该涂层、层、或材料涂覆、形成、沉积于该基体或物品的整体上，或者该基体或物品的至少一部分上。本公开的广泛教示可以具体化为多种形态。因此，虽然本公开包括具体实例，但本公开的真实范围不应局限于此，因为本领域技术人员在研究本说明书和所附权利要求时，其它修改将变得显而易见。本专利技术总体上涉及用于轻金属工件和氧化物膜形成金属的增强的表面涂层。本文中所使用的术语“氧化物膜形成金属”是用于指代可以自我生长而形成纳米多孔氧化物膜的金属或金属合金。形成于氧化物膜形成金属上的所形成的氧化物层可很好地提供一定程度的腐蚀防护，因为该氧化物层构成了在金属与腐蚀性环境之间的物理屏障。然而，该氧化物层会不是审美上令人愉悦的，并且会不为轻金属工件（例如车轮）提供适当的耐腐蚀性。可用于本专利技术的示例性氧化物膜形成金属包括铝、镁、钛、锆、铪、铬、钴、钼、钒、钽、及其合金和混合物。正如本领域中已知的，氧化物膜形成金属可电解槽中显示电整流特性，并且在给定的施加电流下在阳极充电时将维持比阴极充电更高的电位。在各种方面，本专利技术提供一种具有增强的表面防护的轻金属工件，例如氧化物膜形成金属或金属合金。参照图1，在本公开的一个方面，轻金属工件可以是车轮10，例如铝、镁、或合金车轮。应当理解的是，本公开的技术可以一般性地适用于任何车轮设计、或者可具有经受腐蚀性环境的暴露表面的设想由氧化物膜形成金属所制成的任何其它工件或部件。为了示例的目的，车轮10通常可以是整体构件，或者任选地具有外车轮部14联接的中央部12，如图所示。外车轮部14可包括轮辋16，并且还可包括一个或多个辐条18，这些辐条18大体上在朝向中央部12的径向方向上从轮辋16中延伸出。车轮部12可包括适合于车轮盖（未图示）的中央开口20，并且可限定可用于将车轮10附接到车辆的一个或多个凸耳孔22。参照图2，该附图是沿直线2-2所截取的图1的剖视图，车轮10可具有车内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有增强的表面防护的轻金属工件，包括：具有暴露表面的金属或合金基体；耐腐蚀性氧化物层，所述氧化物层利用微弧氧化技术而形成于所述暴露表面的至少一部分中；第一涂层，所述第一涂层利用电涂技术涂覆到所述氧化物层的至少一部分上并且被构造用于密封所述氧化物层；和被涂覆到所述第一涂层的至少一部分上的第二涂层，所述第二涂层包含粉末涂料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有增强的表面防护的轻金属工件，包括：具有暴露表面的金属或合金基体；耐腐蚀性氧化物层，所述氧化物层利用微弧氧化技术而形成于所述暴露表面的至少一部分中；第一涂层，所述第一涂层利用电涂技术涂覆到所述氧化物层的至少一部分上并且被构造用于密封所述氧化物层；和被涂覆到所述第一涂层的至少一部分上的第二涂层，所述第二涂层包含粉末涂料。2.如权利要求1所述的轻金属工件，其中，所述第一涂层被涂覆为具有第一厚度并且所述第二涂层被涂覆为具有第二厚度，其中，所述第二厚度比所述第一厚度大出约2至约10倍。3.如权利要求1所述的轻金属工件，其中，所述氧化物层被形成为具有约5μm至约20μm的厚度，第一涂层被涂覆为具有约15μm至约35μm的厚度，并且所述第二涂层被涂覆为具有约50μm至约150μm的厚度。4.如权利要求1所述的轻金属工件，其中，所述氧化物层包括约1μm至约3μm的平均孔径。5.如权利要求1所述的轻金属工件，其中，所述金属或合金基体包含选自铝、镁、钛、及其混合物的至少一种氧化物膜形成金属。6.如权利要求1所述的轻金属工件，其中，所述金属基体包含镁，所述氧化物层包含氧化镁陶瓷，所述第一涂层包含环氧树脂，并且所述第二涂层包含聚氨酯。7.如权利要求1所述的轻金属工件，还包括被涂覆到所述第二涂层的至少一部分上的外观涂层，其中所述外观涂层包括底涂层，彩色涂层、和透明涂层中的至少一种。8.一种镁金属车轮，包括：具有暴露表面的镁金属基体；形成于所述暴露表面的至少一部分上的氧化镁陶瓷层；被涂覆到所述氧化镁陶瓷层的至少一部分上的静电涂层；和被涂覆到所述静电涂层的至少一部分上的粉末材料涂层。9.如权利要求8所述的车轮，其中，所述氧化镁陶瓷层被形成为具有达约5μm至约20m的厚度和约0.1μm至约5μm的平均孔径，所述静电涂层包含环氧树脂并且被具有约15μm至约35μm的厚度，所述粉末材料涂层包含聚氨酯并且具有约50μm至约150μm的厚度。10.如权利要求8所述的车轮，还包括被涂覆于所述静电涂层上...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y葛，B蒋，M刘，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，南京浩穰环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US