制造具有彩色表面的涂层的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制造涂覆基材体的方法，其中包括待涂覆表面的多个基材体配备有彩色涂覆表面，该方法包括以下步骤：在真空涂覆室内提供待涂覆的基材体，在所述待涂覆基材体的表面上沉积一涂层，该涂层的沉积牵涉到沉积一个包含至少两种不同金属的金属层，并且通过该金属层的阳极氧化形成显示出彩色表面的彩色氧化物层，其中该阳极氧化发生在碱性电解液池中，其中基材体作为阳极连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造具有彩色表面的涂层的方法
本专利技术涉及一种用于制造涂覆基材体的可靠方法，其在基材体表面上具有涂层，尤其是该基材体可以是刀具，其中，该涂层包括彩色顶层。根据本专利技术的方法可以允许对于所有涂覆基材体制造显示出高的镜面反射光泽和可复制的表面质量的彩色顶层。
技术介绍
物理气相沉积(PVD)涂层目前被应用于为不同类型的基材体例如刀具或部件提供改善的表面性能。PVD制造的厚度在微米范围内的硬质薄涂层一般被施加在刀具和部件的表面以在在不同类型应用的工作中获得改善的性能，例如切屑处理、金属成型、滑动等。还知道了涂层可以被用于装饰目的或指示目的。在专利文件US9,464,354B2中建议使用单层磨损辨识层或多层磨损辨识层。磨损辨识层或多层是通过用PVD工艺沉积元素金属、金属合金或导电金属化合物制造的，并包含通过在酸性电解液池中的阳极氧化所制造的区域。通过阳极氧化制造的该区域没有延伸穿过磨损辨识层或多层的整个厚度。用于阳极氧化的标准方法包括作为第一步骤的酸洗步骤(在块料情况下)，随后是借助酸性电解液的阳极氧化步骤。在金属层通过使用PVD技术被沉积且金属层被阳极氧化以获得彩色表面的上述情况下，酸洗步骤是不可行的，因为该金属层很薄。但采用了阳极氧化步骤。要解决的问题专利技术人已经发现，通过在酸性电解液池中的金属薄层(厚度在微米范围内)阳极氧化获得的彩色表面经常表现出差的表面质量，尤其是没有清晰可辨的颜色，没有光泽视觉效果，而是侵蚀的表面形貌。发生这样的情况是因为金属层和有时还有基材体表面或安放在金属层下方的任何涂层在借助酸性电解液的阳极氧化过程中受损(有时甚至包括溶解)。因此，这种金属层利用酸性电解液的阳极氧化的工作效果将不足以被用作用于制造显示出高质量和高的镜面反射光泽度水平的彩色表面的确立工艺过程。此方法对于方便制造各种各样的良好区分的彩色涂层也不够灵活，这样的彩色涂层显示出高的镜面反射光泽度并且可以被用于识别属于确定要被用在特定应用中的产品线的涂覆产品，例如用于识别适用于机加工因科镍718的特定的涂覆刀具线。专利技术目的本专利技术的一个主要目的是提供一种制造各种各样的涂覆基材体、尤其是涂覆刀具的可靠方法，其中所制造的涂层能显示出镜面反射光泽度高的不同的彩色表面，其允许如此制造的涂覆基材体的视觉区分或光学区分。根据本专利技术的方法应该允许包括待涂覆的金属表面和/或陶瓷表面的基材体、优选是多个基材体，尤其是包括待涂覆的金属表面和/或陶瓷表面的刀具的涂覆。另外，本专利技术的方法应该允许尤其关于涂覆基材体的涂层的表面质量和光学性能的可再现的结果。专利技术说明本专利技术的目的可以通过提供一种用于制造涂覆基材体的方法来获得，其中包括待涂覆表面的多个基材体配备有彩色涂覆表面，该方法包括以下步骤：-在真空涂覆室内提供待涂覆的基材体，-在待涂覆的基材体的表面上沉积涂层，其中该涂层的沉积至少包括沉积一个金属层，该金属层含有一种或以上的金属、优选是两种或以上的金属或者包括一种或以上的由至少两种不同金属形成的金属合金，-通过该金属层的阳极氧化形成显示出彩色表面的彩色氧化物层，其中，-该阳极氧化在涂覆基材体作为阳极连接的碱性电解液池内发生。在本专利技术的上下文中，术语“彩色氧化物层”尤其是指透明的或半透明的氧化物层，其显示出由干涉效果造成的彩色印象。换言之，由干涉效果造成的彩色是用于给透明的或半透明的氧化物层赋予颜色印象的机制，所述氧化物层在本专利技术的上下文中被称为彩色氧化物层。在本专利技术的上下文中，术语“基材体”被用于指任何类型的具有能被涂覆的表面的部件或工件。为了使基材体具备根据本专利技术的彩色涂覆表面，该彩色氧化物层应该优选作为涂层的最外层来形成。通过使用碱性电解液池而不是酸性电解液池，获得了关于具有高的镜面反射光泽度的各种清晰可辨的且可再现的颜色的出乎意料更出色的结果。根据本专利技术的方法可以允许通过阳极氧化PVD涂层并这样一来通过着色不同类型基材体的涂覆表面而获得更好的结果。镜面反射光泽度及反射率的水平(如图1和图2所示)利用“MICRO-TRI-GLOSS”型测量装置(BYK-Gardner有限公司，德国)并根据DINENISO2813:2015-02来测量。根据本专利技术的一个优选实施例，该金属层作为含有一种或以上的金属、优选是两种或以上的金属的单个金属层被沉积。所述一种或以上的金属可以作为一种或以上的单质金属或一种或以上的合金或一种或以上的单质金属与一种或以上的合金的组合存在于该金属层中。如果该金属层含有一种或以上的单质金属和一种或以上的合金，则一种或以上的金属能同时以单质金属的形式和合金成分的形式存在于该金属层中。在制造本专利技术的彩色氧化物层时阳极氧化所需要的电压可以变化。根据本专利技术的一个优选实施例，通过阳极氧化制造彩色氧化物层所用的阳极氧化电压低于200伏。通过施加150伏以下的阳极氧化电压获得了特别好的效果。图1示出所加阳极氧化电压对通过金属层的阳极氧化获得的彩色表面的反射率百分比的影响，该金属层由在氩气气氛中自AlTi合金靶通过HiPIMS制造的AlTi合金构成。根据本专利技术，在不同的阳极氧化电压下在每个情况下的阳极氧化均是在氢氧化钠水溶液中进行的，NaOH浓度按重量百分比为0.6％。产生了具有不同的反射率百分比的不同颜色。如可以观看到地，反射率是在20°角度和也在60°角度下测量的。测量值依据所加电压在约7.5％和约47.5％之间变化。所得到的颜色可以通过调节阳极氧化电压被调节。图2示出所加阳极氧化电压对彩色表面的镜面反射光泽度水平的影响的曲线，其也被测量以构成图1，但在图2中只示出在20°角度所测量的镜面反射光泽度水平。专利技术人确定了，当被用于金属层阳极氧化的碱性电解液池的pH值在12至14之间的范围内、更优选在12.5至13.5之间的范围内时，根据本专利技术能够获得尤其出乎意料地清晰可辨的颜色和高的镜面反射光泽度。上述的pH可以通过使用任何碱来获得，例如氢氧化钾和/或氢氧化钠。根据本专利技术的一个优选实施例，该碱性电解液池含有氢氧化钠(NaOH)。专利技术人确定了，通过使用由氢氧化钠水溶液即H2O+NaOH构成的含水碱性电解液池而能够获得尤其好的结果。在根据本专利技术上述实施例使用氢氧化钠水溶液作为碱性电解液池来形成彩色氧化物层的情况下，在按照重量百分比的NaOH浓度在0.5％至0.6％的范围内时，获得了尤其是可再现的良好效果。在使用按重量百分比的0.6％的NaOH浓度情况下，测得了约13+/-0.2的pH值，其可以理论计算的为13.18的pH值很好相关。高pH值的精确测量因为被称为碱度误差的现象而是困难的。根据本专利技术，该金属层被沉积为具有容许在期望的阳极氧化电压下的阳极氧化的厚度，其中该阳极氧化可以从金属层外表面作用到不大于金属层总厚度的穿透深度。根据本专利技术的一个优选实施例，该金属层被沉积为具有允许在期望的阳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造涂覆基材体的方法，其具有包括彩色涂覆表面的涂层，该方法包括以下步骤：/nd)在真空涂覆室的内部提供一个基材体或多个基材体，所述基材体包括一个或更多个的待涂覆基材表面，/ne)在步骤a)执行之后，在所述一个或更多个的待涂覆基材表面上沉积涂层，其中，该涂层的沉积牵涉到金属层的沉积，其中，如果所沉积的涂层包含其它层，则该金属层作为顶层被沉积，/nf)在步骤b)执行之后，通过该金属层的阳极氧化形成所述彩色涂覆表面，/n其特征是，/n该金属层作为包含至少两种不同金属的单个金属层被沉积，并且所述阳极氧化发生在碱性电解液池中，碱性电解液池的pH值在12至14之间、优选在12.5至13.5之间，其中，所述一个或更多个的待涂覆基材表面作为阳极被连接并且该碱性电解液池含有氢氧化钠(NaOH)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170915 CH 01151/171.一种用于制造涂覆基材体的方法，其具有包括彩色涂覆表面的涂层，该方法包括以下步骤：
d)在真空涂覆室的内部提供一个基材体或多个基材体，所述基材体包括一个或更多个的待涂覆基材表面，
e)在步骤a)执行之后，在所述一个或更多个的待涂覆基材表面上沉积涂层，其中，该涂层的沉积牵涉到金属层的沉积，其中，如果所沉积的涂层包含其它层，则该金属层作为顶层被沉积，
f)在步骤b)执行之后，通过该金属层的阳极氧化形成所述彩色涂覆表面，
其特征是，
该金属层作为包含至少两种不同金属的单个金属层被沉积，并且所述阳极氧化发生在碱性电解液池中，碱性电解液池的pH值在12至14之间、优选在12.5至13.5之间，其中，所述一个或更多个的待涂覆基材表面作为阳极被连接并且该碱性电解液池含有氢氧化钠(NaOH)。


2.根据权利要求1的方法，其特征是，在步骤b)中，至少一个非金属层被沉积在所述一个或更多个的待涂覆基材表面与所述单个金属层之间，其中，该单个金属层被直接沉积在所述至少一个非金属层上。


3.根据权利要求1或2的方法，其中，该碱性电解液池是氢氧化钠...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯文·马蒂亚斯·特瓦迪，延斯·埃格曼，埃里克·阿尔伯特，克里斯蒂安·贝克尔，德尼斯·库拉珀夫，
申请(专利权)人：欧瑞康表面处理解决方案股份公司普费菲孔，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH