CN109072448A - 借助多层系统采用镍-磷合金对物件进行涂覆的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对物件(1)进行涂覆的方法，其中所述物件(1)的表面(3)至少部分地涂覆有涂层(4)，所述涂层具有多个分层(5、6、7、8、9)，其中所述涂层(4)的至少一个分层(5、6、7、8、9)由镍‑磷合金制成，并且其中所述镍‑磷合金中的磷的质量分数为至少8％。

Description

借助多层系统采用镍-磷合金对物件进行涂覆的方法
技术领域
本发明涉及一种用于利用多层系统来对物件进行涂覆的方法。这种多层系统例如被使用作为防腐蚀和/或装饰性涂层。利用这里给出的方法尤其应当制造或者改良公共卫生装置的物件，例如公共卫生配件。
背景技术
基于被电化学沉积的金属层的多层系统可以与所使用的基质、层材料、周围介质和反应条件相关地构成腐蚀产物。腐蚀过程此外与几何实际情况(例如间隙腐蚀中产生)和力学影响(例如摩擦)相关。腐蚀的原因可以是多种多样的并且大多以组合形式出现。这里示例性可以提到的是分层和基底材料瑕疵(例如接缝(überwalzungen))之间的电化学电势差。
由现有技术已知基于被电化学沉积的铜层、镍层和铬层的多层系统。在此情况下，通常不同的镍层被使用作为多层结构(半光亮镍、光亮镍、微孔镍)。被涂覆构件的防腐蚀通过来自含铬(VI)或含铬(III)的电介质的随后的镀铬来加强。镍层几乎毫无例外地通过铬层来保护不受快速腐蚀破坏。被损坏的铬涂层，还有那些具有未完全闭合的、被太薄沉积的或多孔的铬层的铬涂层在短时间后(与外部条件，例如使用、清洁和周围介质相关地)造成腐蚀产物，这些腐蚀产物在视觉上不美观并且在易受影响的基底材料的情况下会导致构件失效。
发明内容
因此，本发明的任务是至少部分解决基于现有技术所形成的问题并尤其是给出用于对物件、尤其是对公共卫生物件进行涂覆的方法，利用该方法可以产生不仅耐腐蚀，而且也具有装饰性的表面。
该任务利用根据独立权利要求特征的方法来解决。本发明的其它有利的设计方案在从属撰写权利要求中给出。要指出的是，在从属撰写的权利要求中单个实施的特征可以以任意的技术方面适宜的方式彼此组合并限定了本发明的其他设计方案。此外，权利要求中给出的特征在说明书中详细表述并阐释，其中示出了本发明的其他优选的设计方案。
在用于对物件进行涂覆的根据本发明的方法中，物件的表面至少部分地以如下的涂层来涂覆，该涂层具有多个分层，其中该涂层的至少一个分层由镍-磷合金制成，并且其中镍-磷合金中的磷的质量分数为至少8％。
该物件是由任意固体材料制成的基质，该基质具有表面，但是优选地是公共卫生物件，例如公共卫生配件，公共卫生配件尤其是结合洗脸盆、水槽、淋浴装置和/或浴缸来使用。这种公共卫生配件尤其用于取出水并且可以包括用于水温和/或水取出量的调节机构，并且一般被用在使用者的视线范围内，从而使得它们一方面应当具有装饰性表面，并且另一方面必须有效防止被腐蚀。物件表面至少部分地或完全地用具有多个分层的涂层来涂覆。涂层是一种多层系统，利用该多层系统尤其可以产生装饰性和/或功能性的表面。各个分层为此尤其被顺序地构造和/或在它们的材料成份上被区分开。各个分层优选分别具有5μm(微米)至100μm、优选8μm至80μm的层厚。该涂层的多个分层中的至少一个分层由镍-磷合金制成，其中镍-磷合金中的磷的质量分数为至少8％。镍-磷合金中的磷的质量分数为优选8％至14％、特别优选10％至12％。至少由镍-磷合金制成的分层以电解方式被沉积在物件上。此外，也可以将该涂层的另外的分层或所有分层以电解方式沉积在物件上。为此，物件尤其至少部分被浸入到电解质溶液中。镍-磷合金在多层系统中承担防腐蚀的功能。由此，镍-磷合金在很大的程度上阻止了物件上的腐蚀并由此改善了尤其是具有功能性特征的装饰性涂层的腐蚀特性。损坏、不完全闭合或多孔的涂层因此会显著降低物件的腐蚀性，从而使得避免了构件失效和/或视觉损伤。
此外有利的是，由铜、锌、铝、钢、塑料或包括铜、锌或钢的合金来制成所述物件。导水的公共卫生物件、例如单杆混合器和/或出口装置可以至少部分地由铜合金(黄铜、青铜)制成。公共卫生行业内的很多附件(Anbauteile)由压铸锌制成(例如用于单杆混合器的杠杆、壳体和/或出口装置)。在汽车行业中也使用装饰性锌压铸件(例如门内把手、锁件和/或控制台元件)。塑料在公共卫生领域中针对盖子、推板、装饰圆窗和/或套筒被装饰性镀铬。在这里，在不同的部分中大多使用ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯或ABS/PC的的混合材料(PC＝聚碳酸酯))。在汽车行业中，同样在被镀铬的状态下例如针对装饰条、散热器格栅和/或操作元件使用这些材料。此外，这里针对特定的应用装饰性地采用铬对PA(聚酰胺)或PA/GF(玻璃纤维加强聚酰胺)进行涂覆(例如门内把手)。此外，在其他行业(家政、白色家电等)中有装饰性镀铬物件的很多应用。电镀镀铬钢制件同样用在很多行业中，例如家具行业(椅子框架)、汽车行业(附件、烟灰缸、头部支撑保持件等)。铝在公共卫生行业例如被使用在淋浴间和浴室家具的领域中。
此外有利的是，该涂层的第一分层由铜或镍制成。该涂层的第一分层是直接被施加到基体的表面上的分层。借助于铜或镍分层可以实现视觉上的表面品质，针对高质量的铬表面的制造而言需要该表面品质。两种金属可以使电解沉积的表面缺陷(划痕、细纹、毛孔)变平并决定性地提高了最终表面的光亮度。此外，基体的抗腐蚀性可以被提高并在塑料基体的情况下通过铜的延展性显著地改善了最终涂层在基体上的附着。
此外有利的是，该涂层的另一分层由光亮镍、半光亮镍或哑光镍制成。所述另一分层尤其直接被施加到第一分层上。
光亮镍层是所有镍层中最重要的。在此情况下重要的是装饰性应用。光亮镍池含有各种光亮剂。这些光亮剂产生细晶体结构并由此产生有光泽的、高光亮的分层。在沉积在该分层上的铬获得高光亮的表面，该高光亮的表面是众所周知的并且被广泛使用。
半光亮镍层不是因为其低光亮度被沉积，而是为了满足腐蚀技术上的特别要求。半光亮镍层总是与光亮镍层一起被考虑。这些半光亮镍层通常被沉积在光亮镍层之前并基于其电化学电势而改善了复合体的腐蚀特性。
哑光镍层是基于其成份具有很大程度上防炫目的特性的镍层。通常地，给电解质添加特定的、影响镍沉积的物质。因为这些分层的目的是获得特定的外观，所以这些分层通常直接在镀铬之前被沉积(经常作为光亮镍层的替代物)。颜色和哑光观感可以在这些方法中在一定的范围内通过工艺参数来控制。
同样有利的是，该涂层的第三分层由所提出的镍-磷合金制成。该第三分层尤其直接被施加到第二分层上。
同样有利的是，该涂层的第四分层是铬层。该第四分层尤其直接被施加到第三分层上。
此外有利的是，从六价或三价铬电解质中沉积出铬层。在此，由六价铬电解质制成的铬层特别抗腐蚀并且提供了非常良好的视觉表面品质。
由三价铬电解质制成的铬层在工作安全性方面并出于环境技术原因而特别适合且优选。
此外有利的是，该涂层的第五分层包括至少一种锌化合物、铬化合物或钛化合物。这些化合物的混合物在第五分层中是可行的。该第五分层尤其直接被施加到第四分层上。该涂层的目的是创立特定的颜色。例如，利用该涂层来实现电镀沉积铬层上的红色调、金色调或不锈钢外观。这些分层的成份在此情况下确定了所实现的颜色。在不同的部分中，这些分层大多由氮化锆(ZrN)、氮化钛(TiN)和/或氮化铬(CrN)制成。
此外有利的是，第五分层通过物理气相沉积(PVD方法)来产生。
优选地，第五分层由无定形碳层来产生。无定形碳层尤其是金刚石状碳层(DLC＝“diamond-like carbon”)。
优选地，根据本发明以电解方式至少施加所述镍-磷合金。该方式相对于例如自催化的施加能明显更快地实施进而更好地适用于工业大批量生产。除了镍-磷合金之外也可以以电解方式施加另外的分层，例如铬层。
当铬层直接被施加到镍-磷合金上时，实现了本发明的另一非常特别的优点。特别地由此改善了铬层的耐腐蚀性。此外，如果将由三价铬电解质制成的铬层以电解方式施加到镍-磷合金上，那么特别也可以利用该电解质获得特别良好的耐腐蚀性，这些耐腐蚀性明显比由三价铬制成的迄今已知的涂层更好。这些优点通过镍-磷合金与被施加到其上的铬层的直接组合来获得。该组合可以在根据本发明的层结构的范围内被使用在不同的部位上，并获得之前所描述的积极的技术效果。因此，该层配对可以以有利的方式例如也被使用作为一个层结构的第一层和第二层或作为第二层和第三层。
此外有利的是，将拉丝结构(Bürstenstruktur)置入到该涂层中。施加拉丝结构大多结合已经提到的PVD涂覆来执行。所产生的最终表面例如是“拉丝不锈钢”或“拉丝镍”。拉丝通过将物件压靠到旋转的圆盘上来执行。这些圆盘例如可以是抛光环，其具有相应的抛光膏、纤维拉丝或剑麻拉丝。该工作步骤在PVD涂覆之前或甚至在镀铬之前执行。
附图说明
下面根据附图来详细阐释本发明以及该技术环境。要指出的是，该图示出了本发明的特别优选的实施方案变型，但是本发明不被限制于此。示例性和示意性地示出：
图1：示出了根据本发明的方法被涂覆的物件的纵截面图，
图2：示出了根据现有技术的自催化方法被涂覆的物件的纵截面图，以及
图3：示出了根据本发明的电解方法被涂覆的物件的纵截面图。
具体实施方式
图1以纵截面图示出了被涂覆的物件1，该物件1具有基体2，基体具有表面3。表面3以涂层4来涂覆，该涂层具有第一分层5、第二分层6、第三分层7、第四分层8和第五分层9。本发明的这里所提出的实施方案变型中，例如基体2是钢，第一分层5是铜、第二分层6是哑光镍，第三分层7是镍-磷合金并且第四分层8是铬层。第五分层9包括锆化合物。
图2中示出了被涂覆的物件1，该物件具有根据现有技术的涂层。涂层4在此借助于自催化涂覆方法来施加。自催化涂覆方法非常缓慢进而耗费时间。此外，在自催化涂覆方法中，在整个轮廓上得到恒定的层厚。该层厚在图2中借助于粗线示出。
图3中再次示出根据图2的被涂覆的物件1，其中在此情况下所述涂层4借助于电解涂覆方法来施加。在此能够良好识别的是，外轮廓10在此情况下不再遵循被涂覆的物件的轮廓。确切地说，在被涂覆的物件的表面上产生这些涂层的不同厚度的积聚部，这些积聚部基本上遵循电解质池中的电场的场线。在此情况下能够明显识别出的是，通过尤其棱边区域11中的电解质涂层可以实现棱边区域11之间的间距的明显减少。由此，与利用自催化方法的所述涂覆相反可以提供明显较光滑的表面，其方式是，使得已有的间隙或者孔隙被填充或者明显被减少。总的来说，这使得最终的涂覆的物件1的表面具有明显的高质量。
电解涂覆方法通过如下方式进一步有利，即，不是整个构件或者整个待涂覆的物件1被涂覆。确切地说可行的是，将待涂覆的物件1的区域选择性地进行涂覆，由此完全地，至少最大程度上可以避免导水区段的不希望的涂覆。在不对待涂覆物件1进行在其他情况下所需的且极其耗费的遮盖或者封闭措施时，这点在自催化涂覆下的形式中是不可行的。
本发明尤其特征在于装饰性多层系统中的高抗腐蚀性。
附图标记列表
1 被涂覆的物件
2 基体
3 表面
4 涂层
5 第一分层
6 第二分层
7 第三分层
8 第四分层
9 第五分层
10 外轮廓
11 棱边区域

Claims (10)

1.用于对物件(1)进行涂覆的方法，其中所述物件(1)的表面(3)至少部分地用涂层(4)来涂覆，所述涂层具有多个分层(5、6、7、8、9)，其中所述涂层(4)的至少一个分层(5、6、7、8、9)由镍-磷合金制成，并且其中所述镍-磷合金中的磷的质量分数为至少8％。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述物件(1)由铜、锌、铝、铁、塑料或由包括铜、锌或钢的合金制成。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述涂层(4)的第一分层(5)由铜或镍制成。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述涂层(4)的另一分层(6)由光亮镍、半光亮镍或哑光镍制成。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述涂层(4)的被施加到已有的涂层上或者物件(1)上的分层(7)由镍-磷合金制成。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述涂层(4)的被施加到已有的涂层上的分层(8)是铬层。
7.根据权利要求6所述的方法，其中由六价或三价铬电解质中沉积出所述铬层。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中至少所述镍-磷合金以电解方式施加。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述铬层直接被施加到所述镍-磷合金上。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中第五分层(9)由无定形碳层(DLC)来产生。
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