[發(fā)明專利]披覆碳化鉻基金屬陶瓷電鍍層的疏水性導(dǎo)電工具及其制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310450939.3
• 申請日: 2013-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN103726091A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂承恩;葛明德;白清源;曾俊杰;彭彥瑋
• 申請（專利權(quán)）人: 張益誠
• 主分類號(hào): C25D9/08
• 分類號(hào): C25D9/08
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及疏水性導(dǎo)電工具修飾與應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種披覆碳化鉻基金屬陶瓷電鍍層的疏水性導(dǎo)電工具及其制作方法，利用三價(jià)鉻電鍍方法將碳化鉻基金屬陶瓷披覆在工具的表面，以供疏水性導(dǎo)電工具使用，如醫(yī)療用電燒手術(shù)刀、電池的極板或接頭接腳等。

背景技術(shù)

碳化鉻基金屬陶瓷化合物(chromium?carbide?ceramic?or?chromium-carbon)具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度與化學(xué)穩(wěn)定性，其有高硬度、高熔點(diǎn)、強(qiáng)耐腐蝕性的特性，如日本專利JP2010248595揭露在底材上披覆一層45-55wt.%碳化鉻與30-40wt.%鈷(Co)可在1000℃的使用條件下仍能有良好的耐磨性(wear?resistance)；日本專利JP2003155538揭露碳化硅可用于極硬的模具或如日本專利JP60264332、JP2005231932揭露碳化硅可用于光學(xué)玻璃的模仁(mold?core)等；因此碳化鉻基金屬陶瓷化合物主要用來當(dāng)作復(fù)合材料的強(qiáng)化媒介與腐蝕環(huán)境中的保護(hù)層。

通?，F(xiàn)有技術(shù)可應(yīng)用于制備碳化鉻層的方法包含有濕式法與干式法，干式法如電漿輔助化學(xué)沉積法、氣相沉積法、高能量微弧技術(shù)、高溫碳化、低溫碳化、物理氣相沉積(physical?vapor?deposition，PVD)、粉浴等方法；臺(tái)灣專利TW?I350220、PCT申請?zhí)朖P00/01342(中國申請?zhí)朇N00800144.8)或中國專利申請?zhí)朇N200610068500.4揭露在切削刀具或模具膠結(jié)或燒結(jié)成碳化鉻粒子，可顯著延長了刀具或模具的使用壽命；臺(tái)灣專利TW?I297365揭露利用碳化鉻粉末材料對工具以濺鍍方式產(chǎn)生含碳化鉻基合金材料；臺(tái)灣專利公開號(hào)TW200523219公開技術(shù)在玻璃模造的模仁上披覆有碳化鉻陶瓷層的多層膜的模仁；臺(tái)灣專利公開號(hào)TW200719986采用射頻濺鍍方法沉積碳化鉻等類鉆碳膜，以制作高硬度與高耐磨性、良好的抗腐蝕性、低摩擦系數(shù)及長使用壽命的模具；美國專利US5960762使用氣相沉積法(chemical?vapor?deposition，CVD)以形成碳化鉻(Cr-C)表層；這些以干式法制備的碳化鉻層，碳化鉻分布均勻、耐蝕性與耐磨性優(yōu)異，然而這些方法皆難避免制備過程技術(shù)復(fù)雜、設(shè)備昂貴或高溫高耗能等缺點(diǎn)，且因Cr-C表層的導(dǎo)電性不佳，不能用于疏水性導(dǎo)電工具。

有別于干式法，濕式法主要是以電鍍的方法，在工件表面電鍍一層Cr-C層，如日本專利JP59178155在鑄造模具上以六價(jià)鉻電鍍方法披覆碳化鉻層以增強(qiáng)模具的耐磨性能。但傳統(tǒng)的電鍍鉻主要使用六價(jià)鉻(Cr⁶⁺)的鉻酸，鉻酸毒性很大(大約是三價(jià)鉻的100倍以上)，是一種很嚴(yán)重的致癌物，以六價(jià)鉻鍍鉻后所產(chǎn)生的廢水、生成物在自然界中不能自然降解與排除，在空氣中或飲用水中含六價(jià)鉻濃度超過限值時(shí)，會(huì)造成鼻中隔膜穿孔、嘔吐、侵害腸道和腎臟，且在生物體內(nèi)會(huì)聚積，具有很長的危害潛伏期。世界各國政府均對六價(jià)鉻電鍍制定了相關(guān)的法律法規(guī)，逐步限制六價(jià)鉻的使用并降低其排放量。而三價(jià)鉻(Cr³⁺)電鍍毒性低，在裝飾性和功能性上皆可與六價(jià)鉻電鍍層媲美。因此，以三價(jià)鉻電鍍作為替代傳統(tǒng)六價(jià)鉻電鍍，無論是工業(yè)應(yīng)用或環(huán)境保護(hù)方面，皆具有優(yōu)勢。

由于三價(jià)鉻電鍍的毒性遠(yuǎn)低于六價(jià)鉻電鍍，為目前工業(yè)界積極開發(fā)的方向，如，王玉琴(Yu-Qin?Wang)與曹淑紅(Shu-Hong?Cao)于電鍍與環(huán)保期刊2005年25卷3期，提出甲酸-甲醇-尿素體系三價(jià)鉻鍍鉻工藝的研究(A?Study?of?Formic?Acid-Methanol-Urea?Trivalent?Chromium?Plating?System)以甲酸-甲醇-尿素為添加劑的三價(jià)鉻溶液電鍍鉻的方法，可改善三價(jià)鉻電鍍鉻電鍍層的燒灼現(xiàn)象，可逐漸取代六價(jià)鉻的電鍍；又如臺(tái)灣專利公開號(hào)TW200911699使用堿性的三價(jià)鉻電鍍形成氫氧化鉻電鍍層。