[發(fā)明專利]用于在鋁上沉積鈦基保護(hù)涂層的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680073796.0
• 申請(qǐng)日: 2016-12-07
• 公開（公告）號(hào): CN108368632B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·博維爾;C·羅森克蘭茨;J·P·戈?duì)柖?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 漢高股份有限及兩合公司
• 主分類號(hào): C25D9/06
• 分類號(hào): C25D9/06;C25D11/02;F02F3/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 于輝

本發(fā)明包括用于在含鋁的材料上等離子體?電解沉積表現(xiàn)出優(yōu)異的耐腐蝕性和高耐磨性的鈦基非金屬保護(hù)涂層的方法。本發(fā)明的另一主題在于經(jīng)涂覆的含鋁的金屬物品，其中包含元素鈦和鋁的氧化物和氫氧化物的涂層具有至少15微米的厚度和至少800維氏棱錐數(shù)(HV)的橫截面硬度。在又一主題中，本發(fā)明包括這樣一種裝置，所述裝置包括兩個(gè)相鄰的部件的布置，至少一個(gè)部件選自根據(jù)本發(fā)明涂覆的含鋁的金屬材料并且與另一部件摩擦連接，其中在操作中，摩擦連接的部件彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)，例如在汽車車輛的動(dòng)力系統(tǒng)內(nèi)的氣缸中運(yùn)動(dòng)的活塞。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明包括用于在含鋁的材料上等離子體-電解沉積表現(xiàn)出優(yōu)異的耐腐蝕性和高耐磨性的鈦基非金屬保護(hù)涂層的方法。相應(yīng)方法基于下述構(gòu)思：施加多個(gè)陽極電流程序(anodic current sequence)通過含鋁的材料，在此期間點(diǎn)燃等離子體并且發(fā)生沉積，同時(shí)以允許迅速形成具有所述性質(zhì)的保護(hù)涂層的最小頻率施加所述程序(sequence)。本發(fā)明的另一主題在于經(jīng)涂覆的含鋁的金屬物品，其中包含元素鈦和鋁的氧化物和氫氧化物的涂層具有至少15微米的厚度和至少800維氏棱錐數(shù)(HV)的橫截面硬度。在又一主題中，本發(fā)明包括這樣一種裝置，所述裝置包括兩個(gè)相鄰的部件的布置，至少一個(gè)部件選自根據(jù)本發(fā)明涂覆的含鋁的金屬材料并且與另一部件摩擦連接，其中在操作中，摩擦連接的部件彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)，例如在汽車車輛的動(dòng)力系統(tǒng)內(nèi)的氣缸中運(yùn)動(dòng)的活塞。

背景技術(shù)

保護(hù)涂層在輕金屬上的等離子體-電解沉積是現(xiàn)有技術(shù)中得到確認(rèn)的方法，尤其是在鋁基材上元素Si、Zr和/或Ti的氧化物/氫氧化物的沉積。

WO 03/029529 A1公開了用于從包含元素Si、Zr和/或Ti的含氟金屬酸鹽(fluorometallate)的含水電解液的等離子體-電解沉積的方法。鋁或鎂基材在其中描述的方法中充當(dāng)陽極，并且報(bào)道了保護(hù)涂層的迅速形成。經(jīng)由頻率為10–1000赫茲且電流密度為1-3A/dm²的脈沖直流電或交流電來獲得保護(hù)涂層。保護(hù)涂層呈現(xiàn)出良好的耐腐蝕性、耐熱性和耐磨性。

然而，當(dāng)應(yīng)用前述的等離子體-電解沉積方法時(shí)，在旨在產(chǎn)生大于15微米的保護(hù)涂層厚度的延長時(shí)間的沉積下的白色斑點(diǎn)的出現(xiàn)是關(guān)鍵的。這些白色斑點(diǎn)是保護(hù)涂層中的缺陷，在此處開始了下方基材的腐蝕性侵蝕。在涂層構(gòu)建期間白色斑點(diǎn)的出現(xiàn)由此也確實(shí)限制了用于可獲得合適的耐腐蝕性的涂層厚度。此外，現(xiàn)有技術(shù)的等離子體-電解沉積通常相對(duì)快速地達(dá)到腐蝕速率和沉積速率的平衡，因此大于15μm的涂層厚度僅能夠在苛刻的電學(xué)條件下獲得以支持允許在待進(jìn)一步涂覆的基材上存在持續(xù)等離子體的橫跨保護(hù)涂層的電壓降。這些觀察結(jié)果對(duì)于在基材鋁上的保護(hù)涂層的等離子體-電解沉積而言是尤其真實(shí)的。所述基材具有顯著的經(jīng)濟(jì)學(xué)重要性，這歸因于數(shù)目仍不斷增加的其中鋁物品必不可少的應(yīng)用，例如在輕質(zhì)構(gòu)造中其是汽車工業(yè)中的重要技術(shù)驅(qū)動(dòng)。

本發(fā)明的一個(gè)目的因此在于提供用于在含鋁的金屬材料上等離子體-電解沉積無機(jī)保護(hù)涂層的方法，其即使在大于15μm的涂層厚度下也能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)上合理的沉積速率，同時(shí)獲得具有較少的易于腐蝕的缺陷和優(yōu)異的涂層硬度的保護(hù)涂層。

發(fā)明內(nèi)容

所述目的通過這樣一種用于在含鋁的金屬材料上沉積保護(hù)涂層的方法而實(shí)現(xiàn)，所述方法包括步驟：在所述金屬材料與包含至少一種水溶性的鈦化合物的酸性含水電解液接觸時(shí)施加多個(gè)陽極電流程序通過所述金屬材料，其中每一陽極電流程序的平均峰值陽極電流密度為至少15A/dm²，并且其中相繼施加的陽極電流程序之間的平均時(shí)間間隔不超過10毫秒。

本發(fā)明的另一主題在于經(jīng)涂覆的含鋁的金屬物品，其中包含元素鈦和鋁的氧化物和氫氧化物的涂層具有至少15微米的厚度以及在20℃的溫度和15mN的負(fù)荷下至少800維氏棱錐數(shù)(HV)的橫截面硬度。

本發(fā)明的另一主題是提供包括兩個(gè)相鄰的彼此摩擦連接的部件的布置的裝置，其中所述布置的與另一部件摩擦連接的至少一個(gè)部件由以下制成：