[發明專利]不銹鋼的表面處理方法及不銹鋼手表外殼

有效

• 申請號: 201510017088.2
• 申請日: 2015-01-13
• 公開（公告）號: CN105274519B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 趙可淪;劉海華;王永寧
• 申請（專利權）人: 珠海羅西尼表業有限公司
• 主分類號: C23C28/00
• 分類號: C23C28/00;C23C2/12;C23C2/02;C25D11/08;C25D11/18
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司44224
• 代理人: 王昕,李雙皓

技術領域

本發明涉及金屬材料表面化學處理，特別是涉及一種不銹鋼的表面處理方法及采用該表面處理方法制得的不銹鋼手表外殼。

背景技術

不銹鋼材料具有優越的耐蝕性、耐磨性、強韌性和工藝性能(防腐蝕、不易氧化等)，故廣泛應用于宇航、海洋、能源、建筑、化工行業，食品機械，機電行業，家用器具等行業。隨著社會經濟的不斷發展和生活水平的逐步提高，人們迫切要求不銹鋼材質的顏色高檔次和多樣化裝飾性。因此，不銹鋼表面處理技術得到了廣泛關注。自1972年國際鎳公司(INCO)宣布研制出世界上第1塊由不銹鋼化學著色而得到的彩色不銹鋼時起，各國紛紛開始了不銹鋼著色的研究，并迅速進入工業化生產。

不銹鋼著色工藝應用最為廣泛的是化學著色法。化學著色法的優點是著色工件的形狀可以很復雜，而且得到的顏色均勻，但較難控制的是顏色的重現性，著色溫度也較高。目前，對于化學著色法的研究工作基本上是在INCO法的基礎上進行一些改進，著色基礎液的組成為CrO₃和H₂SO₄，溫度80～90℃。不銹鋼浸在這種溶液中，表面就會被氧化形成鉻、鐵、鎳的氧化物，顏色隨著表面膜厚度的改變而變化。例如，中國發明專利(CN200610123981.4)公開的一種彩色不銹鋼制作方法及所得產品，其著色溶液為鉻酸酐和硫酸體系，將不銹鋼電極與參考電極分別用導線連接至模數轉換電路，并將兩極電位差以數值形式輸入電腦，研究不同電位差值下不銹鋼的著色情況。實驗證明所獲得的轉化膜具有良好的附著性和延展性，并且可以通過電腦控制程序監控電位差的變化，當電位差值達到預定值時，將不銹鋼從著色池中取出來得到特定厚度的色膜，從而達到控制顏色的目的。采用此方法，顏色的重現性雖有所提高，但是所得表面彩色膜顏色不均勻，容易剝落，且反應在鉻酸酐和硫酸體系下75～90℃之間進行，酸霧揮發大，生產環境惡劣，環境污染嚴重。

當前，真空離子鍍、激光氧化和離子注入與熱處理復合工藝成為新型不銹鋼著色工藝技術的代表。

首先，真空離子鍍技術不僅環境友好，而且采用該技術制備的鍍層純度高、厚度均一、致密性及結合力良好，因此目前已經廣泛用于不銹鋼零部件表面硬膜的批量化生產，并且真空離子鍍層處理的不銹鋼外殼具有很強的金屬感和更好的外觀裝飾性；但是，該鍍層顏色較為單調并且結合力及其色澤穩定性與重復性的控制工藝難度很高。為在普通碳鋼表里獲得彩色不銹鋼效果，中國發明專利(CN201410057027.4)公開了一種彩色不銹鋼薄膜的制備方法，將磁控濺射鍍膜技術(在普通碳鋼基體上濺射不銹鋼膜)與化學著色技術相結合在普通碳鋼或合金鋼表面形成彩色不銹鋼復合層，使普通碳鋼或合金鋼具有彩色不銹鋼的效果。但是，磁控濺射鍍膜設備等離子離化率底導致成膜速度慢且膜層結合力不足；此外，不銹鋼化學著色還具備前文所述的技術缺陷等。

其次，中國發明專利(CN201010107718.2)公開了一種激光氧化著色制備大面積高性能彩色不銹鋼的方法，利用激光的光-熱-化學效應在不銹鋼表面氧化生成生成不同種類與不同厚度的氧化物薄膜，通過氧化物本身的顏色與薄膜的干涉作用共同使不銹鋼表面著色。激光著色技術是在高溫條件下進行，其能量消耗大，具有熱輻射危害，在給物質著色同時也會因為高熱而使物質受損。此外，該技術處理速度以及光-熱-化學效應不易控制，顏色重現性差，并且所能處理的工件形狀不能太復雜，否則受熱不均勻，就會導致顏色的不均勻。

第三，離子注入可以在材料表面注入各種金屬離子以及氣體離子，元素種類不受冶金學的限制，并且注入元素數量可精確控制和測量，注入的深度亦可控制，注入束在注入材料表面上均勻分布。因此，離子注入技術已經在很多領域里獲得了廣泛的應用，取得了明顯的經濟效益和技術成果。例如，基于離子注入能消除膜與基體間連接較弱的界面，附著力強，鍍層牢固，不易脫落且鍍層均勻、致密；并且離子注入繞射性好，可在材料上成膜，鍍各種硬質膜，抗磨損性強等特點，中國發明專利(CN201010575231.7)公開了一種基于離子注入的彩色不銹鋼及其制備方法，制得的彩色不銹鋼顏色種類多、重現性好、色澤均勻、美觀耐用和無脫落現象。然而，不銹鋼離子注入彩色膜層的過程控制工藝復雜、設備成本高，并需后續熱處理，造成其整體工藝耗時、耗能嚴重。

發明內容

針對上述現有技術現狀，本發明所要解決的技術問題在于，提供一種不銹鋼的表面處理方法，解決現有離子鍍方法存在的鍍鋁層與不銹鋼基體結合力不佳、采用基底過渡層鍍膜則增加工藝成本以及離子鍍厚膜耗時嚴重造成的高額工藝成本等缺陷。