[發明專利]金屬材料、表面處理方法及裝置

無效

• 申請號: 201380009686.4
• 申請日: 2013-02-21
• 公開（公告）號: CN104114747A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 名越正泰;佐藤馨;野呂壽人;馬場和彥;渡邊精一;吉田壯貴
• 申請（專利權）人: 杰富意鋼鐵株式會社
• 主分類號: C23C26/00
• 分類號: C23C26/00;B23H1/00;C25D3/02;C25D5/02
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 丁香蘭;龐東成

【技術領域】

本發明涉及金屬材料、金屬材料的表面處理方法、將金屬材料作為基材的防水材料的制造方法、導電性材料的表面處理裝置、和導電性材料的表面處理方法。

【背景技術】

近年來，強烈期待對金屬材料賦予新功能。具體地說，除了強度、加工性、耐蝕性之類的金屬材料本來所具有的有益特性外，就開拓金屬材料的新應用領域的意義而言，還非常期待親水特性、防水特性、發光特性之類的與金屬表面相關的新功能。在這樣的背景下，最近對于鍍覆層、氧化層、表面固化層、提高表面粗糙度的改性層等在金屬表面形成的改性層進行了積極的研究。若舉出一例，則有對金屬表面進行陽極氧化而形成微細結構的技術(參見非專利文獻1)、通過電解加工形成表面微細結構的技術(參見非專利文獻2)等。

【現有技術文獻】

【非專利文獻】

非專利文獻1：高橋英明、坂入正敏、菊地龍也，ジャー·ヒメンドラ表面技術(JHA?Himendra表面技術)Vol.60(2009)No.3p.14

非專利文獻2：電解加工的微細加工へ的応用と理論(電解加工在微細加工中的應用與理論)夏恒表面技術Vol.61(2010)No.4294

【發明內容】

【發明所要解決的課題】

為了對金屬材料表面賦予親水特性、防水特性、發光特性之類的新功能，需要在1μm以下的顯微視角下對表面改性層的結構及組成進行設計。但是，一直以來的研究是以提高加工性、耐蝕性等功能為目的的，在微米數量級進行了表面改性層的結構、組成的設計，因而新功能的體現并不充分。例如，作為提高表面粗糙度的方法，提出了在金屬材料的表面壓上具有毛面(ダル)結構的輥的方法。但是，由該方法形成的金屬材料表面的凹凸具有微米數量級以上的尺寸。因此，盡管金屬材料表面具有由于保持油而使加工性提高的效果、或具有表面外觀均勻的效果，但未體現出新功能。此外，作為提高汽車外板的涂布密合性的方法，提出了在金屬材料表面形成磷酸鹽結晶的方法。但是，由該方法形成的磷酸鹽結晶的粒徑具有數微米的尺寸。因此，金屬材料表面未體現出新功能。

另一方面，在已有報告的微細結構形成技術中，在如非專利文獻1所記載的技術那樣的對金屬表面進行陽極氧化來形成微細結構的技術中，形成了微細的孔，但能夠賦予的功能受限。此外，為了使表面成為氧化層，表面物性受到氧化物種類的限定。并且，如非專利文獻2所記載的方法那樣的使用電解加工的方法中，為了形成表面微細結構，需要使待處理表面與對電極之間的距離非常短，這種控制非常困難。

本發明是鑒于上述課題而提出的，其目的在于提供具有親水特性和發光特性等新功能的金屬材料。

此外，本發明的其它目的在于提供能夠在無需大量勞力和費用的情況下對金屬材料表面賦予高防水特性的金屬材料的表面處理方法和將金屬材料作為基材的防水材料的制造方法。

進而，本發明的其它目的在于提供能夠低成本且有效地制造下述導電性材料的導電性材料的表面處理裝置和表面處理方法，所述導電性材料為對表面的特定位置或表面的大面積進行處理而形成了納米級的微細結構的導電性材料。

【解決課題的手段】

本發明的金屬材料的特征在于，其具備金屬材料基材以及在上述金屬材料基材的表面上形成的改性層，上述改性層在10μm²的范圍內平均具備3個以上從上述金屬材料基材的表面突出的突起部，從相對于上述金屬材料基材的表面垂直的方向觀察時該突起部的平均直徑為1μm以下。

上述發明中，本發明的金屬材料的特征在于，上述改性層在10μm²的范圍內平均具備1個以上的突起部，該突起部具備從上述金屬材料基材的表面突出的基部以及在上述基部的端部形成的前端部，從相對于上述金屬材料基材的表面垂直的方向觀察時該突起部的平均直徑為1μm以下，并且，該突起部具有上述基部的外徑小于上述前端部的外徑的頸縮(くびれ)結構。

上述發明中，本發明的金屬材料的特征在于，從相對于上述金屬材料基材的表面垂直的方向觀察時上述突起部的平均直徑為500nm以下。

上述發明中，本發明的金屬材料的特征在于，形成上述突起部的位置在上述金屬材料基材的面內方向不具有周期性

上述發明中，本發明的金屬材料的特征在于，上述改性層具備從相對于上述金屬材料基材的表面垂直的方向觀察時的平均直徑為500nm以下的凹部。

上述發明中，本發明的金屬材料的特征在于，上述金屬材料基材由合金鋼形成。