[發(fā)明專利]一種改善奧氏體不銹鋼殼體耐磨耐蝕性的表面處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910194293.0
• 申請日: 2009-11-30
• 公開（公告）號: CN101709463B
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭志軍;高巖;趙可昕
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: C23C18/48
• 分類號: C23C18/48;C23C18/18
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 李衛(wèi)東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種不銹鋼表面處理方法，特別是涉及一種改善奧氏體不銹鋼殼體耐磨耐蝕性的表面處理方法，解決奧氏體不銹鋼殼體不耐磨、易劃傷的問題，同時進(jìn)一步提高產(chǎn)品耐腐蝕性能，保持不銹鋼表殼原有的已被廣大消費(fèi)者認(rèn)可的表面顏色和光澤度好的特點(diǎn)。?

背景技術(shù)

隨著物質(zhì)生活水平的不斷提高，人們對日常生活用品和各種飾物表面的要求也越來越高，越來越苛刻，既要經(jīng)久耐用，也要美觀漂亮。目前市場出售的各種款式手表的表殼材質(zhì)大多為奧氏體不銹鋼。眾所周知，奧氏體不銹鋼材料耐腐蝕性能優(yōu)異，可以長時間使用仍能保持光亮的外觀。但奧氏體不銹鋼的硬度較低(HV200～250)，耐磨性不好，在使用一段時間后表殼的表面容易出現(xiàn)劃花現(xiàn)象，嚴(yán)重影響表殼的耐用性和美觀性。?

目前，國內(nèi)外手表表殼、表帶使用的材料有以下幾種：不銹鋼(包括粉末注射成型)、黃銅、鋅鋁合金、塑料及特種陶瓷(ZrO2、WC)、鈦合金等，90％以上都需要經(jīng)過電鍍、離子鍍或兩者的復(fù)合處理。因而，鍍層在鐘表行業(yè)內(nèi)的使用十分普遍，數(shù)量巨大。?

在鐘表行業(yè)內(nèi)，鍍層從制備方法上一般可分為電鍍層和離子鍍層兩種。電鍍層大都作為中間鍍層，也可作為最終鍍層，常用的有：銅、鎳、鎳-鈀合金、金合金等。而離子鍍層一般作為最終鍍層，常用的有：TiN、TiN+Au(IPG?Ion?Plating?Gold)、TiC、IPS(Ion?Plating?Stainless?Steel)等。對于一只手表的殼或帶，可能使用單鍍層，如不銹鋼基體可離子鍍TiN，也可使用多種鍍層，如鋅鋁合金殼鍍層IPG，則需要電鍍Cu、Ni、Ni-Pd合金，離子鍍TiN+Au。由此可見，表面鍍層制備技術(shù)在鐘表行業(yè)內(nèi)具有不可替代的位置，是目前國內(nèi)外手表表殼、表帶制備鏈中不可或缺的環(huán)節(jié)，對這些表面鍍層制備技術(shù)的改進(jìn)和更新對整個鐘表行業(yè)的發(fā)展將具有重要的實(shí)際意義。?

就手表殼表面處理技術(shù)而言，電鍍銅、鎳、鎳-鈀合金等鍍層技術(shù)已相當(dāng)成熟。但隨著人們生活水平的不斷提高，消費(fèi)觀念的不斷更新，手表對于消費(fèi)者來說不僅只是一種表征時間的工具，還應(yīng)是一種代表消費(fèi)者個性的裝飾品，消費(fèi)者對它的要求也會越來越高，因此，手表殼上的電鍍鍍層已不能滿足人們?nèi)找娓邼q的消費(fèi)需求，主要表現(xiàn)在以下兩方面：第一，為了迎合消費(fèi)者的個性需要，現(xiàn)在的手表殼形狀變得越來越復(fù)雜，而對于這種形狀復(fù)雜的產(chǎn)品，電鍍工藝的均鍍和深鍍能力較差，從而導(dǎo)致產(chǎn)品鍍層極不均勻，嚴(yán)重影響表殼顏色的均勻性和耐蝕性能；第二，無論是電鍍銅、鎳、?金還是鎳-鈀合金，鍍層的耐磨耐蝕性能均非常有限，從而導(dǎo)致產(chǎn)品過早退色或鍍層脫落，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的使用壽命。?

離子鍍是一種干法鍍技術(shù)，無污染，鍍層無有害雜質(zhì)殘留。目前，國內(nèi)主要采用直流陰極弧離子鍍和磁控離子鍍技術(shù)，基本可滿足鍍TiN、TiN+Au和TiC等鍍層的需求。國外發(fā)達(dá)國家用得較多的是可控弧非平衡磁控濺射技術(shù)，這種技術(shù)能獲得質(zhì)量更高的鍍層，但設(shè)備一次投資較高。近年來，離子鍍技術(shù)以其高效和低成本在鐘表表面處理上的應(yīng)用越來越廣泛，在鐘表市場中所處的位置也越來越重要。但由于離子鍍工藝本身的特點(diǎn)，如鍍種大多數(shù)是通過PVD法(Physical?Vapour?Deposition)制備的金屬陶瓷類薄膜，鍍層質(zhì)量要受靶材、真空度、鍍料及反應(yīng)氣體離化率的影響、鍍層應(yīng)力較大等，使得這種技術(shù)常表現(xiàn)出以下不足：第一，鍍層色澤一致性較差；第二，鍍層孔隙率較大，對基體不能起到很好的防腐作用；第三，鍍層結(jié)合強(qiáng)度較難控制，易出問題。?

傳統(tǒng)的化學(xué)鍍層體系主要為Ni-P二元合金鍍層，這種鍍層的結(jié)構(gòu)一般為高磷的非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，硬度和耐磨性較不銹鋼材料要高，但它存在下述兩個缺點(diǎn)：第一是Ni-P二元鍍層硬度仍然不夠高，其耐磨性有限，并且Ni-P二元鍍層與不銹鋼電位相差較大，在腐蝕介質(zhì)中易形成腐蝕微電池而加速腐蝕進(jìn)程；第二是Ni-P二元鍍層顏色偏黃，不能滿足本研究中表殼的表面顏色的要求。?

綜上所述，我國在手表殼鍍層技術(shù)應(yīng)用水平方面雖然進(jìn)步較快，但質(zhì)量問題也十分突出：①鍍層達(dá)不到足夠的耐磨性，表現(xiàn)為手表佩戴時間不久，表殼過早變色或退色；②鍍層顏色一致性較差，廢品率較高，從而造成成本上升，市場競爭力下降；③鍍層附著力、孔隙率等指標(biāo)達(dá)不到要求，導(dǎo)致鍍層過早脫落、磨損露底，嚴(yán)重銹蝕引起皮膚過敏等。這些現(xiàn)象嚴(yán)重?fù)p害了我國鐘表行業(yè)的形象和發(fā)展，因此，克服這些缺點(diǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，對不銹鋼表殼的表面進(jìn)行改性，在盡量保持不銹鋼原有色澤和光澤度的基礎(chǔ)上提高產(chǎn)品的耐磨性無疑具有重要意義。?

發(fā)明內(nèi)容