用于处理铬加工表面的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于后处理铬加工表面以提高耐腐蚀性的方法，其包含a)提供衬底，所述衬底具有铬加工表面和位于所述铬加工表面与所述衬底之间的至少一个中间层，所述至少一个中间层选自由镍、镍合金、铜和铜合金组成的群组，其中所述铬加工表面是镀三价铬层的表面，其通过在电镀浴中电镀具有所述至少一个中间层的所述衬底获得，所述电镀浴包含铬(III)离子作为主要铬来源；b)使所述铬加工表面与水溶液接触，所述水溶液包含高锰酸盐、至少一种化合物，其选自磷氧化合物、氢氧化物、硝酸盐、硼酸盐、硼酸、硅酸盐或这些化合物中的两者或超过两者的混合物；c)在使所述铬表面与步骤b)中的所述水溶液接触期间在所述铬加工表面上形成透明腐蚀保护层；且涉及所述水溶液的用途。

A Method for Treating Chromium Machining Surface

The present invention relates to a method for post-processing chromium machined surfaces to improve corrosion resistance, which includes a) providing a substrate with a chromium machined surface and at least one intermediate layer between the chromium machined surface and the substrate. The at least one intermediate layer consists of a group of free nickel, nickel, copper and copper alloys. The chromium machined surface is trivalent plated. The surface of the chromium layer is obtained by electroplating the substrate having at least one intermediate layer in the electroplating bath, which contains chromium (III) ions as the main chromium source; b) contacting the chromium processing surface with an aqueous solution containing permanganate, at least one compound, selected from phosphorus oxide, hydroxide, nitrate, borate, boric acid, silicon. Salts or mixtures of both or more of these compounds; c) forming a transparent corrosion protective layer on the chromium processing surface during contacting the aqueous solution of the chromium surface with step b; and relating to the use of the aqueous solution.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于处理铬加工表面的方法
本专利技术涉及一种用于后处理铬加工表面以提高耐腐蚀性的方法，其中铬加工表面用水溶液处理，并且是关于所述水溶液用于提高耐腐蚀性和/或钝化铬加工表面的用途。
技术介绍
铬表面用于各种应用中，例如，如汽车和卫生行业中的塑料零件的衬底的装饰金属修饰面层或作为例如减震器的电镀零件的耐磨涂层。铬表面通常是衬底的外表面并且通过从包含Cr(III)离子、Cr(VI)离子或两者的电镀浴组合物电镀铬层获得。所得装饰铬表面通常极富光泽并且满足审美需求。仍然，铬层的装饰铬表面还分别为衬底和衬底上的其它基底层提供腐蚀保护。然而，在铬表面的一些应用中，例如在汽车和卫生行业中，由从基于Cr(III)的电解质沉积的铬层所提供的腐蚀保护并不够，例如在需要在进行480hISO9227NSS测试时铬表面的外观无变化的情形下。此时，这一需求仅可能通过电镀出基于Cr(VI)的电解质或应用使用包含有毒Cr(VI)离子的溶液的后处理方法满足。至少一个其它金属或金属合金层位于所述铬层与衬底之间。所述至少一个金属或金属合金层选自镍层、镍合金层、铜层和铜合金层中的一或多者。铬层通常包含电镀或(热)退火后的微裂痕或例如由基底微孔镍层产生的孔隙。因此，铬层与衬底之间的层材料也暴露于环境中。因此，基底层的腐蚀造成具有铬层作为外表面的衬底的非所期望的腐蚀。在铬层的外表面上形成的氧化铬层保护所述铬层的外表面免受腐蚀但不保护基底层。例如US2012/0052319A1中公开包含铬层作为最外层的这类多层组合件。所属领域中已知提高铬表面和底层金属层和/或金属合金层的耐腐蚀性的不同方法。US4,724,244中公开应用于导电衬底的阴极电涂布的包含含有0.05wt％至3wt％磺酸酯基和/或膦酸酯基或其相应酯的聚合物的涂布剂。所述聚合物沉积于导电衬底上且借此形成厚度若干微米(例如18μm)的腐蚀保护层。所述处理提高耐腐蚀性，但厚聚合物层显著改变铬表面的光学外观和表面触感，此举对于例如铬表面的装饰应用来说是不可接受的。此外，这一方法需要将沉积态聚合物热固化，由于必要的高固化温度，故而此方法不适用于汽车行业中常用的塑料衬底。EP2186928A1中公开使用包含具有疏水性碳链和亲水性阴离子官能团的化合物的水溶液对金属表面阳极处理。所述方法可以提高耐腐蚀性但产生雾态外观的残余物甚至在用水冲洗之后仍遗留在金属表面上，在暗铬表面上尤其如此。因此，所述方法不适于提高铬表面的耐腐蚀性并且维持所述铬表面的光学特性，即富有光泽和装饰性的光学外观。EP2826890A1关于一种对衬底阴极腐蚀保护的方法，所述衬底具有铬表面和衬底与铬表面之间的至少一个中间层，所述至少一个中间层选自包含镍、镍合金、铜和铜合金的群组，并且其中在使电流通过所述衬底、至少一个阳极和水溶液的同时使所述铬表面与包含至少一种膦酸盐化合物的水溶液接触，其中所述衬底充当阴极。本专利技术的目的本专利技术的目的是提供一种对具有铬表面的衬底腐蚀保护的方法，所述方法维持铬表面的光学外观。
技术实现思路
本专利技术涉及在湿式化学法中应用基于高锰酸盐的调配物作为铬加工表面的后处理以提高耐腐蚀性。这一目的通过一种用于后处理铬加工表面以提高耐腐蚀性的方法解决，所述方法包含：a)提供衬底，所述衬底具有铬加工表面和于铬加工表面与衬底之间的至少一个中间层，所述至少一个中间层选自由镍、镍合金、铜和铜合金组成的群组，其中所述铬加工表面是镀三价铬层的表面，其通过在电镀浴中电镀具有至少一个中间层的衬底获得，所述电镀浴包含铬(III)离子作为主要铬来源；b)使铬加工表面与水溶液接触，所述水溶液包含：-高锰酸盐、-选自磷氧化合物、氢氧化物、硝酸盐、硼酸盐、硼酸、硅酸盐或这些化合物中的两者或超过两者的混合物的至少一种化合物；c)在使铬表面与步骤b)中的水溶液接触期间在铬加工表面上形成透明腐蚀保护层。可以根据ISO9227NSS通过中性盐喷雾测试展示提高的耐腐蚀性。由NSS展示的所实现的耐腐蚀性是至少120h无任何表面外观变化(缺陷区域：0％)。所述方法尤其用于应用于汽车、白色家电和卫生行业的衬底上的铬加工表面，例如用于如保险杆、装饰条、品牌名称的书写等汽车外部(旅客座舱外部)零件上的可见装饰铬加工表面；如冰箱、微波装置、洗衣机等白色家电上的可见装饰铬加工表面；如装饰条、控制按钮等汽车内部(旅客座舱内部)零件上的可见装饰铬加工表面和如莲蓬头、水龙头等卫生零件上的可见装饰铬加工表面。此外，通过本专利技术的方法，在后处理之后维持外观，优选期望的有光泽外观和铬加工表面的颜色。在本专利技术的情形下，术语“铬加工表面”或“铬表面”(本文中同等使用)意味着铬层的铬加工表面人类的裸眼可见(可见检查)并且是衬底上的最上金属层。这一最上金属层仅覆盖步骤b)中形成的透明腐蚀保护层和任选的透明有机涂层。换句话说，将没有其它金属层涂覆于铬加工表面或腐蚀保护层上。术语“镀三价铬层”与“铬层”同等使用。“镀三价铬层”表示从包含铬(III)离子作为主要铬来源的铬浴电镀的铬层。铬层尺寸受如前文提到的“铬加工表面”或“铬表面”限制。在本专利技术的情形下，术语“透明”意味着期望的外观，优选有光泽外观和铬加工表面的颜色在后处理之后未显著变化。换句话说，经处理表面和未经处理表面的色差ΔE，例如(LAB色彩空间，且因此裸眼几乎检测不到。在形成透明腐蚀保护层之后，在存在或不存在其它处理步骤的情况下，对于光亮铬加工表面尤其可见这些结果。就暗铬层来说，在形成透明腐蚀保护层后的其它处理步骤可以是有利的，如下文所解释。另一方面，本专利技术是有关水溶液的用途，所述水溶液包含：-高锰酸盐-选自磷氧化合物、氢氧化物、硝酸盐、硼酸盐、硼酸、硅酸盐或这些化合物中的两者或超过两者的混合物的至少一种化合物，其用于处理铬加工表面以便在铬加工表面上形成透明腐蚀保护层，尤其用于提高耐腐蚀性和/或用于钝化铬表面。水溶液优选用在作为衬底上的装饰铬加工表面的铬加工表面上，所述衬底应用于汽车、白色家电和卫生行业的衬底。在一个使用水溶液后的实施例中，在应用NSS测试(ISO9227)至少120h之后，具有透明腐蚀保护层的经处理的铬加工表面未展示任何表面变化(缺陷区域：0％)。具体实施方式作为非限制性实例，衬底可以是由塑料制成的物品，例如ABS、ABS/PC、PA、PI、PP，也称为塑料零件，由金属制成的物品或由陶瓷制成的物品。为制造具有铬表面和位于衬底与铬表面之间的选自由镍、镍合金、铜和铜合金组成的群组的至少一个中间层的衬底，首先所述中间层可以沉积于衬底的表面(例如塑料表面)上，随后沉积铬层以制造铬表面。选自由镍、镍合金、铜和铜合金组成的群组的至少一个中间层位于衬底与表面暴露的铬层之间。中间层位于衬底的内部部分与铬层之间。所谓的衬底的内部部分是衬底的主体部分，例如塑料部分并且构成衬底的总体积。在一个实施例中，可以使用具有多层结构的中间层的ABS衬底，所述中间层具有铜层、半光亮镍层、光亮镍(任选的含有不导电粒子的镍(‘微孔镍’)层和最终铬层的顺序。在一特定实施例中，铬表面是镀三价铬层的表面，其通过在电镀浴中电镀包含中间层的衬底获得，所述电镀浴包含铬(III)离子作为主要铬来源，其中所述电镀浴基本上不含铬(VI)离子，这意味着铬(VI)离子含量<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于后处理铬加工表面以提高耐腐蚀性的方法，其包含，a)提供衬底，所述衬底具有铬加工表面和位于所述铬加工表面与所述衬底之间的至少一个中间层，所述至少一个中间层选自由镍、镍合金、铜和铜合金组成的群组，其中所述铬加工表面是镀三价铬层的表面，其通过在电镀浴中电镀具有所述至少一个中间层的所述衬底获得，所述电镀浴包含铬(III)离子作为主要铬来源；b)使所述铬加工表面与水溶液接触，所述水溶液包含：‑高锰酸盐、‑至少一种化合物，其选自磷氧化合物、氢氧化物、硝酸盐、硼酸盐、硼酸、硅酸盐或这些化合物中的两者或超过两者的混合物；c)在步骤b)中使所述铬表面与所述水溶液接触期间，在所述铬加工表面上形成透明腐蚀保护层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.27 EP 16190870.21.一种用于后处理铬加工表面以提高耐腐蚀性的方法，其包含，a)提供衬底，所述衬底具有铬加工表面和位于所述铬加工表面与所述衬底之间的至少一个中间层，所述至少一个中间层选自由镍、镍合金、铜和铜合金组成的群组，其中所述铬加工表面是镀三价铬层的表面，其通过在电镀浴中电镀具有所述至少一个中间层的所述衬底获得，所述电镀浴包含铬(III)离子作为主要铬来源；b)使所述铬加工表面与水溶液接触，所述水溶液包含：-高锰酸盐、-至少一种化合物，其选自磷氧化合物、氢氧化物、硝酸盐、硼酸盐、硼酸、硅酸盐或这些化合物中的两者或超过两者的混合物；c)在步骤b)中使所述铬表面与所述水溶液接触期间，在所述铬加工表面上形成透明腐蚀保护层。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种化合物选自无机磷氧化合物，如磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐、焦磷酸盐、膦酸盐或其混合物；氢氧化物；硼酸盐或硝酸盐。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述电镀浴基本上不含铬(VI)离子并且所述形成的镀三价铬层包含45-90at％(原子百分比)的量的铬、5-20at％的量的氧，其限制条件为在所述镀三价铬层内所有化学元素的总量将不超过100at％并且所述铬量在各种情况下是最高量。4.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中所述电镀浴基本上不含铬(VI)离子且所述镀三价铬层包含45-90at％的量的铬、5-20at％的量的氧、0-30at％、优选5-30at％的量的铁、0-15at％、优选5-15at％的量的碳、0-15at％、优选1-10at％的量的硫和0-1at％的量的其它金属或非金属；其限制条件为在所述镀三价铬层内所有化学元素的总量将不超过100at％并且所述铬量在各种情况下是最高量。5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中与具有孔隙或孔隙和裂痕的所述镀三价铬层直接接触的一个中间层是：光亮或缎光镍层，其通过电镀具有非光亮镍层的至少另一个中间层的所述衬底获得；或MPS镍层，其通过电镀具...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂娜·普菲尔曼，贝尔凯姆·欧叶兹卡亚，菲利普·瓦赫特，南希·伯恩，
申请(专利权)人：德国艾托特克公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE