[發明專利]一種冷軋鈦材的著色工藝

在審

• 申請號: 202110302279.9
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN113088846A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 余世倫;孔玢;劉正喬;蔣孟玲;王浩
• 申請（專利權）人: 湖南湘投金天鈦金屬股份有限公司
• 主分類號: C22F1/18
• 分類號: C22F1/18;C22F1/02;C23C8/24;C21D1/26
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 肖云

本發明公開了一種冷軋鈦材的著色工藝，屬于鈦材加工技術領域。一種冷軋鈦材的著色工藝，包括在氮氣和惰性氣體的混合氣氛中，將脫脂處理后的冷軋鈦材進行退火處理，即得表面著色的鈦材。本發明提供的著色工藝，能夠在冷軋鈦材退火處理的同時，對冷軋鈦材進行表面著色處理，縮短了工藝流程，提升了處理效率。

技術領域

本發明屬于鈦材加工技術領域，具體涉及一種冷軋鈦材的著色工藝。

背景技術

鈦材因具有優良的耐蝕性、高端的金屬光澤，近年來在建筑裝飾領域的應用逐漸興起，例如杭州大劇院、西班牙里斯卡爾侯爵酒店、日本九州石油體育場等建筑，或采用了鈦材的幕墻或采用了鈦材的瓦片。

應用于工業的鈦材通常不需經過特殊的著色處理，即直接顯示鈦的金屬本色；而在一些個性化的設計中，則需鈦材展現特殊的顏色外觀，也就是需要對其進行各類著色處理，例如設置在西班牙里斯卡爾侯爵酒店的鈦幕墻就采用了紫色、金色等多色的組合。

常見的鈦材表面著色工藝有物理氣相沉積法(Physical Vapor Deposition,PVD)和陽極氧化法。陽極氧化是將成型、表面清潔后的鈦材，放入氧化著色液中，通直流電，通過電極氧化反應，使鈦材著色，這種方法具有工序步驟多、所用化學藥品種類多等缺點，此外，陽極氧化法著色的處理效率較低，僅適用于小批量加工。相較于陽極氧化法著色，PVD法在一定程度上提升了效率、降低了著色工藝對環境的污染，但仍需在鈦材處理完畢后，單獨施加PVD法，流程仍然較長，此外，PVD涂層與鈦材基體的附著力也有待提高。

綜上，現有的鈦材表面著色工藝，均存在工藝較長、著色層與基材層結合不夠緊密等問題。

發明內容

本發明旨在至少解決上述現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種冷軋鈦材著色工藝，能夠在冷軋鈦材退火處理的同時，對所述冷軋鈦材進行表面著色處理，縮短了工藝流程，提升了處理效率。

根據本發明的一個方面，提出了一種冷軋鈦材的著色工藝，包括在氮氣和惰性氣體的混合氣氛中，將脫脂處理后的冷軋鈦材進行連續退火處理，即得表面著色的鈦材。

根據本發明的一種優選的實施方式，至少具有以下有益效果：

(1)本發明提供的著色工藝，將表面著色與退火同步完成，可實現連續化、規模化生產，不僅縮短了流程，還大幅提升了表面著色處理的效率。

(2)由于在冷軋過程中，會產生加工硬化，降低材料塑性，因此冷軋鈦材需經過退火步驟；本發明提供的著色工藝，在退火的同時進行著色處理，不需要投入新的設備和能耗，節約了鈦材表面著色的投入成本。

(3)本發明提供的著色工藝，機理是在退火處理的溫度作用下，氮氣與鈦材基體表面發生化學反應，生成褐色至金色的氮化鈦薄膜，由于著色層本是基材層的一部分，因此著色層與基材層的結合緊密，應用過程中著色層不易脫落。

(4)本發明提供的著色工藝，可通過調整參數，在保證機械性能的前提下，控制鈦材的著色深度，進而產出具有特定顏色的鈦材，滿足特定場景中的裝飾需求。

在本發明的一些實施方式中，所述冷軋鈦材，包括冷軋純鈦帶材和鈦合金帶材。

與熱軋鈦材(熱軋溫度一般高于900℃)不同，冷軋鈦材表面不存在明顯的吸氣層(熱軋過程中鈦材與空氣中氧氣和氮氣反應，產生厚達幾十微米的吸氣層，過厚的吸氣層會影響鈦材的機械性能)，因此冷軋鈦材可以直接采用本發明提供的工藝進行著色，若將本發明提供的著色工藝應用于熱軋鈦材，還需在著色處理前，除去熱軋過程中鈦材表面產生的吸氣層。

在本發明的一些實施方式中，所述退火處理，溫度為600℃～750℃。

在本發明的一些優選的實施方式中，所述退火處理，溫度為610℃～700℃。