[發明專利]表面處理方法和涂覆劑

有效

• 申請號: 201380027632.0
• 申請日: 2013-05-07
• 公開（公告）號: CN104350178A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 古川雄一;外崎修司
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: C23C18/12
• 分類號: C23C18/12;C23C16/26;C23C16/56;B22C9/06;C23C28/04;B22C3/00;B22C9/12
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 蔡勝有;冷永華

技術領域

本發明涉及一種待在基材上進行的表面處理方法和待施加到所述基材上的涂覆劑。

背景技術

為了促進鑄造品從模具的移除，在模具上進行表面處理(參見例如日本專利第4868052號)。

使用日本專利第4868052號中公開的技術，向涂覆模具表面的碳膜(非晶碳)供給富勒烯。然后，將模具放入貯存熔融金屬(例如，熔融鋁)的容器中，并將模具加熱。結果，富勒烯移動到碳膜中的空隙中，使得碳膜致密化，從而導致碳膜的增強。經增強的碳膜在模具中反復鑄造，這使得富勒烯能夠更多地滲透到內部(模具側)。即，通過反復地進行鑄造，可以延長模具的壽命。

使用日本專利第4868052號中公開的技術，碳膜涂覆模具的表面，從而導致膜厚度的增大。換句話說，其結果是模具的表面被涂覆以厚的碳膜。此外，在反復進行鑄造之前的階段，換句話說，在第一鑄造或第二鑄造時，較多的富勒烯可能位于碳膜的表面側上。換句話說，碳膜的模具側可能不夠致密化。

因此，當碳膜是厚的及碳膜的模具側不夠致密化時，在第一鑄造或第二鑄造中，碳膜可能從模具剝離。

在這里，為促進產品從模具的移除這一目的或其它目的，在鑄造之前向用于重力鑄造、低壓模鑄等中的模具施加涂覆劑。作為用于此類涂覆劑的原料，使用對熔融金屬具有良好流動性的石墨等。

通過使用日本專利第4868052號中公開的技術增強的碳膜在對熔融鋁的流動性方面不夠好而不能以其粉末形式用作用于涂覆劑的原料。換句話說，通過使用日本專利第4868052號中公開的技術增強的碳膜無法用作用于涂覆劑的原料。

發明內容

本發明提供了一種能夠抑制涂覆膜與基材之間的初始剝離的發生并能夠改善對熔融鋁的流動性的表面處理方法，以及能夠促進產品從基材的移除并能夠延長基材的壽命的涂覆劑。

根據本發明的第一方面，提供了一種表面涂覆有碳膜的基材的表面處理方法。所述方法包括：向碳膜供給鈦、鋯、鈮、釩、鉿、鉭和鎢中的至少任何一者；和在惰性氣氛下加熱碳膜至400℃或更高的溫度，從而在基材上形成涂覆膜。

在第一方面，碳膜可為非晶碳。

在第一方面，表面處理方法還可包括在形成涂覆膜后，在惰性氣氛下冷卻涂覆膜至200℃或更低的溫度。

在第一方面，表面處理方法還可包括在冷卻涂覆膜后，在油中用超聲波清潔涂覆膜。

根據本發明的第二方面，涂覆劑包含：使用所述第一方面形成的涂覆膜的組分。

根據本發明的第三方面，提供了一種表面涂覆有氮膜的基材的表面處理方法，所述氮膜涂覆有碳膜。所述方法包括：向碳膜供給鈦、鋯和鈮中的至少任何一者；和在惰性氣氛下加熱碳膜至400℃或更高的溫度，從而在基材上形成涂覆膜。

在第三方面，碳膜可為非晶碳。

在第三方面，表面處理方法還可包括在形成涂覆膜后，在惰性氣氛下冷卻涂覆膜至200℃或更低的溫度。

在第三方面，表面處理方法還可包括在冷卻涂覆膜后，在油中用超聲波清潔涂覆膜。

根據本發明的第四方面，涂覆劑包含：使用所述第三方面形成的涂覆膜的組分。

根據本發明的第五方面，提供了一種在涂覆部分的最頂表面側涂覆有氮膜的基材的表面處理方法。所述方法包括：向氮膜供給鈦、鋯和鈮中的至少任何一者；和在惰性氣氛下加熱氮膜至400℃或更高的溫度，從而在基材上形成涂覆膜。

在第五方面，表面處理方法還可包括在形成涂覆膜后，在惰性氣氛下冷卻涂覆膜至200℃或更低的溫度。

在第五方面，表面處理方法還可包括在冷卻涂覆膜后，在油中用超聲波清潔涂覆膜。

根據本發明的第六方面，涂覆劑包含：使用所述第五方面形成的涂覆膜的組分。

根據本發明的第七方面，提供了一種在涂覆部分的最頂表面側涂覆有非晶碳的碳膜的基材的表面處理方法。所述方法包括：向碳膜供給含鈦溶液；和在惰性氣氛下加熱碳膜至允許所述溶液經歷還原反應的溫度，從而在基材上形成涂覆膜。

在第七方面，表面處理方法還可包括：在惰性氣氛下對加熱前的碳膜與含鈦溶液的混合物進行差熱分析；和基于差熱分析的結果確定允許含鈦溶液經歷還原反應的溫度區域。在惰性氣氛下允許含鈦溶液經歷還原反應的溫度可為落入所確定的溫度區域的范圍內的溫度。

在第七方面，表面處理方法還可包括在形成涂覆膜后，在惰性氣氛下冷卻涂覆膜至200℃或更低的溫度。

在第七方面，在冷卻涂覆膜后，在油中用超聲波清潔涂覆膜。

根據本發明的第八方面，涂覆劑包含：使用所述第七方面形成的涂覆膜的組分。