CN101100748A - 在镍及铬电镀层上形成彩色氧化膜层的方法 - Google Patents

在镍及铬电镀层上形成彩色氧化膜层的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种彩色氧化膜层的形成方法，为了表现耐蚀性高、色彩多样而美丽的彩色，对在铁和非铁金属的表面的镍或铬镀层进行氧化热处理，由此制作彩色氧化膜层，本发明的表现彩色色彩的方法包括：(a)对材料进行镀镍或镀铬；以及(b)彩色化工序，将经过上述(a)步骤处理的材料在200℃～500℃的氧化性气氛中进行1分钟～20小时的氧化热处理，以在镀层的表面上形成彩色氧化膜层。

Description

在镍及铬电镀层上形成彩色氧化膜层的方法
技术领域
本发明涉及为了显现色彩多样而美丽、装饰性优良的彩色而对镍及铬电镀层进行氧化热处理以形成彩色氧化膜层的方法。
背景技术
随着产业在发展、人们的生活更加富裕，人们对作为具有金属固有特性且能够获得高功能、高附加价值的新材料且反映各种色彩概念的彩色材料的需要正在增加。为此，人们开发了能够在镍及铬电镀材料上利用氧化热处理技术表现各种颜色的技术。对此，彩色的显色在现有技术中是采用了下述方法：在材料的表面直接涂布彩色涂料以着色，或者用彩色涂布组合物进行涂布并进行热处理，或者浸在电镀液中以产生金属固有的或者金属化合物的色彩。
但是，上述的现有技术的方法存在下述问题：在经过长时间后，颜色老化，或者带来因电镀液引起的环境公害，而且在显示多种颜色方面也存在限度，会降低耐蚀性。在材料中实施镀金以获得彩色的方法虽然耐蚀性和装饰性优良，但是存在其处理费用昂贵、且只能获得单一金色的极限。
发明内容
因此，本发明是鉴于现有技术存在的问题而提出的，其目的是提供一种与现有技术相比处理费用低、颜色的再现性优良、色彩美丽多样且装饰性优良的彩色氧化膜层的形成方法。
下面，说明本发明的其它目的和优点。
为了达到上述目的，本发明提供一种彩色氧化膜层的形成方法，包括下述步骤：(a)在材料上镀镍或铬；以及(b)彩色化工序，将经过上述(a)步骤的材料和氧化气体投放在炉内，在200℃～500℃的温度下进行1分钟～20小时的氧化热处理，以在上述镀层的表面上形成彩色氧化膜层。在此，上述(a)步骤中的材料包括：针对铁系的所有材料以及包括铝、铜(Cu)等所有非铁系金属的可实施镀镍和镀铬的所有种类的材料或者产品，在500℃以上的温度下不熔融或者形状不变形的材料。而且，上述(a)步骤的镀镍工序可以利用电气电镀、无电解电镀等各种镀镍工序实施，镀铬工序可包括硬镀铬、装饰用镀铬等各种镀铬工序。在上述(b)步骤中，氧化气体为了在镀层表面形成彩色氧化膜层，可以使用氧气、空气、二氧化碳、蒸汽等各种氧化性气体的一种或者这些气体的混合气体，此外，可以在上述氧化气体中包括氮气。此时，在上述(b)的彩色化工序中，在氧化热处理后所形成的彩色氧化膜层的颜色根据氧化热处理温度、时间、氧化热处理气氛可以显色为金色、紫色、蓝色和淡绿色等。在如上构成的本发明中，因为实施利用氧化气体的氧化热处理以形成彩色氧化膜层，所以能够得到在现有技术中无法显示的多样的且装饰性优良的彩色。而且，此时所形成的表面氧化膜层的构成成分在镀镍的情况下为NiO，在镀铬的情况下为Cr2O3，因为这些构成成分较硬，在使用其材料或者处理其材料时在表面上不容易发生瑕疵，所以不会发生使装饰性降低或者耐蚀性降低的情况。
附图说明
图1为根据本发明的实施例的彩色氧化膜层的形成方法的流程图。
具体实施方式
下面，根据附图详细说明本发明。
图1为表示本发明的彩色显色方法的流程图。本发明首先为了提高材料的耐蚀性，经过镀镍或者镀铬工序(S10)。然后，将通过上述工序得到的材料和氧化气体投放在炉内(S20)，实施彩色化工序。在上述彩色化工序中，对镀层的表面实施氧化热处理，以形成彩色氧化膜层(S30)。氧化热处理的条件是，根据想要显色的颜色，在氧化热处理的温度为200℃～500℃范围内进行1分钟～20小时的氧化热处理。其理由是，如果使氧化热处理温度小于200℃，则无法进行氧化热处理，无法获得所希望的彩色氧化膜层，如果其温度超过500℃，则会保持为黑色。而且，如果氧化热处理时间小于1分钟，则因为形成氧化膜层的时间不充分，难以获得均匀的彩色氧化膜层，如果其氧化热处理时间超过20小时，则从经济角度来看花费了不必要的时间。上述氧化热处理后形成的彩色氧化膜层的颜色根据氧化热处理的温度、时间、氧化热处理的气氛可显示为金色、紫色、蓝色和淡绿色，也可显示出上述各颜色的中间颜色。而且，上述彩色氧化膜层的厚度优选为0.005μm～5μm，这是因为通过表面氧化膜层的厚度影响光的散射和干涉而显示的颜色不同。然后，通过上述氧化热处理过程形成彩色氧化膜层的材料通过选自空气冷却、炉冷却、水冷却和油冷却中的一种方法进行冷却(S40)。因此，通过本发明的彩色氧化膜层的形成方法所显现的色彩通过镍镀层或铬镀层被氧化来显色，根据氧化热处理的条件，能够显示金色、紫色、蓝色、淡绿色系列的各种颜色和这些各种颜色的中间颜色，所以不仅其颜色多样而美丽，而且耐蚀性优良。由此，能够将其用途多样地适用在各种室内外的装饰用途、各种结构物和建筑用途等中。
另一方面，作为实施氧化热处理的热处理方式可以适用落地式炉(pit type furnace)、密封骤冷炉(sealed quench furnace)、移动床炉，或者由一个以上腔室构成的连续炉，但是只要满足上述氧化热处理条件，就不限于此。另外，除了上述氧化热处理方式以外，本发明可以使用高频感应加热方式来制造彩色氧化膜层。在使用高频感应加热方式时，由于能够在短时间内将材料加热到预定的温度，所以在上述氧化气体和温度下可以利用10秒～30分钟程度的短时间显色。如上所述，本发明的彩色氧化膜层的形成方法能够形成在现有技术中进行涂覆后以热处理法、电镀法无法显色的各种颜色，能够显现价格低廉、在表面不太会发生瑕疵、装饰性优良的色彩。
实施例1
将镀镍钢材在320℃的空气气氛中进行6小时的氧化热处理，然后对其进行空气冷却。其结果，形成金色的彩色氧化膜层，在实施10小时的氧化热处理时，获得了深金色的彩色氧化膜层。
实施例2
将镀镍钢材放入炉内，在320℃的蒸汽气氛中进行6小时的氧化热处理，然后对其进行空气冷却。其结果，形成了表面颜色与实施例1相同的金色的彩色氧化膜层。
实施例3
将镀镍钢材放入炉内，在360℃的空气气氛中进行8小时的氧化热处理，然后对其进行空气冷却，获得了表面颜色为淡绿色的彩色氧化膜层。
实施例4
将镀镍钢材在空气气氛中在360℃的炉内进行4.5小时的氧化热处理，然后对其进行水冷却。其结果，材料的表面显色为蓝色。
实施例5
将镀铬钢材在空气气氛中在440℃下进行5小时的氧化热处理，然后对其进行空气冷却。其结果，形成了金色的彩色氧化膜层。
这种方式的本发明的彩色氧化膜层的形成方法具有如下效果：
1)由于能够形成在现有技术的方法中无法显色的各种彩色色彩，所以其色彩多样而美丽，且装饰性优良，用途多样；
2)由于与现有技术的方法相比能够以简单的工序显现彩色，所以制造成本低廉；
3)由于与现有技术的方法相比表面硬度高而在使用时不太会发生表面瑕疵，所以能够防止耐蚀性和装饰性的降低。
如上所述，本发明是通过特定的实施例和附图来进行说明的，但是本发明并不限于此，对于本发明的所属技术领域的普通技术人员来说，当然能够在本发明的技术构思和保护范围的等同范围之内进行各种修改和变形。

Claims (5)

1.一种彩色氧化膜层的形成方法，其特征在于，包括下述步骤：
(a)对材料镀镍或镀铬；以及
(b)彩色化工序，将经过上述(a)步骤的被镀过的材料在200℃～500℃的氧化性气氛中进行1分钟～20小时的氧化热处理，以在镀层的表面上形成彩色氧化膜层。
2.根据权利要求1所述的彩色氧化膜层的形成方法，其特征在于，上述材料包括：所有铁系，和包括铝、铜的非铁系金属的能够镀镍或镀铬的所有种类的材料或者产品，且在500℃以上的温度下不熔融或者形状不变形的材料。
3.根据权利要求1所述的彩色氧化膜层的形成方法，其特征在于，所述镀镍包括电气电镀、无电解电镀的各种镀镍方法，所述镀铬选自包括硬镀铬、装饰用镀铬在内的各种镀铬方法中的一种。
4.根据权利要求1所述的彩色氧化膜层的形成方法，其特征在于，上述氧化性气氛为包括氧气、空气、二氧化碳、蒸汽在内的所有氧化性气体中的一种或者其混合气体，在其气体中能够包含有氮气。
5.根据权利要求1所述的彩色氧化膜层的形成方法，其特征在于，所述实施氧化热处理的热处理方式采用各种形式的落地式炉、密封骤冷炉、移动床炉，或者由一个以上腔室构成的连续炉。
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