[發(fā)明專利]源于增材疊層工藝的完全均勻覆蓋非光滑表面的薄且紋理化的膜

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880040593.0
• 申請日: 2018-06-11
• 公開（公告）號: CN110799664B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A·S·克里曼;D·王;K·休斯
• 申請（專利權(quán)）人: 普萊克斯S.T.技術(shù)有限公司
• 主分類號: C23C4/06
• 分類號: C23C4/06;C23C4/123;C22C29/08;B22F10/20;B22F5/00;B21B27/00;B32B3/30;B33Y10/00;B33Y80/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張萍;林毅斌

本發(fā)明涉及可施加到非光滑表面上以改善所述表面的硬度、耐腐蝕性和耐磨性同時保持所述非光滑表面的基礎(chǔ)輪廓的薄且紋理化的膜。可采用增材疊層工藝在所述非光滑表面上產(chǎn)生所述薄且紋理化的膜，而基本上不改變或降解所述非光滑表面的所述基礎(chǔ)表面紋理或輪廓，以便充分保留所述基礎(chǔ)表面紋理或輪廓。所述薄且紋理化的膜以均勻的方式完全覆蓋所述非光滑表面并且保持所述表面輪廓。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及施加到非光滑表面上以用于多種應(yīng)用的連續(xù)的薄且紋理化的膜，由此該膜充分地保持被疊置在基礎(chǔ)表面紋理上的非光滑表面的基礎(chǔ)表面紋理。

背景技術(shù)

許多涂覆基底表面需要涂層，以保持或不會顯著降解基底表面的基礎(chǔ)表面紋理或圖案。應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語“紋理”、“表面紋理”和“圖案”旨在具有與此處和全文所用的相同的含義。如此處和全文所用，術(shù)語“基底”是指以某種無規(guī)或非無規(guī)表面圖案或紋理化輪廓為特征的任何非光滑表面。基底包括任何合適類型的材料，包括金屬表面和合金表面。

基底的一個示例為壓花輥，它具有凹陷或凹槽構(gòu)造和/或升高的突起構(gòu)造，以形成特定圖案或表面紋理。基底的另一個示例是具有預(yù)定義表面紋理的工作輥。例如，可能需要用于金屬或金屬合金(例如，鋼、鈦、銅、黃銅和鋁)且具有特定表面紋理的工作輥來生產(chǎn)軋制工件和其他產(chǎn)品。如此處和全文所用，“工件”和“產(chǎn)品”是作為軋制方法或最終應(yīng)用的一部分(例如，熱處理、退火等)涂覆基底可接觸的任何類型材料的通用說法，包括例如帶材、板材或其他軋制片材金屬和其他片材產(chǎn)品。熱軋機(jī)和冷軋機(jī)執(zhí)行的紋理化工作輥具有特定優(yōu)點，包括能夠顯著減小穿過工作輥的工件材料的厚度。

此外，工作輥表面紋理是所需的，因為其可起到將潤滑劑夾帶在原本為潤滑劑耗盡的輥咬合處(由于與熱軋相關(guān)的極端溫度導(dǎo)致潤滑劑耗盡)中的作用，這種潤滑劑隨后被排出到輥/板材界面，此時其作用是使由于輥表面和板材表面之間的粘附而導(dǎo)致的材料轉(zhuǎn)移基本上最小化，并且使板材表面進(jìn)入冷軋機(jī)架時其上的軋入碎屑和污跡最小化。

另外，要求用于生產(chǎn)鋼板的大型冷軋機(jī)和平整機(jī)工作輥具有緊密限定的紋理化表面。然后在鋼板穿過輥時，將這種紋理賦予鋼板。在隨后將鋼板形成為一些所需的輪廓例如車體外殼時，其擁有的表面紋理最初在壓制過程中所需的用油進(jìn)行潤滑時以及隨后在對金屬外殼進(jìn)行噴漆時發(fā)揮著非常重要的作用。在本領(lǐng)域中已知的是，對于汽車工業(yè)以及其他應(yīng)用而言，在對鋼板進(jìn)行壓制加工時需要表面粗糙度和潤滑度的某些特質(zhì)。

已經(jīng)采用了許多涂覆方法，但都未能產(chǎn)生合適的磨損壽命。一個示例就是如今普遍使用的硬鉻鍍層方法。然而，硬鉻鍍層方法的主要缺點是其使用六價鉻。由于六價鉻具有致癌性，根據(jù)《化學(xué)品注冊、評估、授權(quán)和限制法規(guī)》(REACH)，歐盟從2017年9月起禁止未經(jīng)授權(quán)使用Cr(VI)化合物。

作為替代方案，已經(jīng)探索了放電涂覆(EDC)，放電涂覆能夠形成基礎(chǔ)表面的紋理，同時能夠?qū)⑼繉映练e到工件表面上。EDC是一種表面合金化/涂覆方法，用于在金屬基底上形成具有放電紋理化表面的硬質(zhì)耐磨層。已經(jīng)在放電紋理化過程中使用了生坯和/或燒結(jié)的金屬碳化物電極，以通過表面合金化來改善輥的耐磨性。在EDC方法中，電流流過電極并且導(dǎo)致電介質(zhì)在火花間隙中電離。在電離過程中，溫度將超過8000K，此時電極和工件表面發(fā)生局部熔融和汽化，以形成涂覆的表面。結(jié)果往往顯示不合格的低水平的沉積在工件表面上的碳化鎢，從而導(dǎo)致耐磨性較差。

另外，當(dāng)前的其他涂覆方法一般不能保留非光滑表面的基礎(chǔ)表面紋理或輪廓。如今，當(dāng)將涂層施加到可例如通過紋理化、壓花、雕刻、蝕刻或滾花產(chǎn)生的非光滑表面上時，在其上沉積厚的保護(hù)性涂層時非均勻表面會喪失。

鑒于當(dāng)前涂覆方法的缺點，仍需要改進(jìn)的涂層以及用于產(chǎn)生該涂層的方法，該方法能夠以足以賦予保護(hù)性耐磨性并且不會使非光滑表面的基礎(chǔ)表面紋理或輪廓大幅降解的膜含量涂覆非光滑基底表面，從而充分保留基礎(chǔ)表面紋理或輪廓。

發(fā)明內(nèi)容