CN114990398B - 合金构件、滑动构件、设备和制造合金构件的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及合金构件、滑动构件、设备和制造合金构件的方法。一种合金构件，包括由含有Mg和Li的合金形成的基体、设置在基体上并含有无机氟化物的第一层、和设置在第一层上并包括树脂固化产物的第二层，基体、第一层和第二层堆叠在一起，其中，第一层的在与基体相反的一侧的表面具有微观凹凸结构。
Description
技术领域
本发明涉及合金构件、滑动构件、设备和制造合金构件的方法。
背景技术
镁基合金重量轻，具有优异的减振性和比强度，因此用于各种物品中。近年来，要求进一步降低设备的重量，比重低于镁基合金的镁锂基合金(Mg-Li基合金)受到了关注。然而，锂是非常活跃、易电离、易溶解的金属元素。因此，镁锂基合金比一般的镁基合金更容易腐蚀。因此，已知在Mg-Li基合金的表面上形成防腐蚀的膜。日本专利公开2019-56175公开了在使用含有氟化物的处理溶液在镁锂基合金表面上形成化学转化膜后在其上烘涂含有树脂的涂膜。
然而，在日本专利公开2019-56175公开的方法中，化学转化膜相对于合金的附着力不够，在某些情况下化学转化膜和涂膜会剥落。
发明内容
在本发明的第一方面中，一种合金构件，包括由含有Mg和Li的合金形成的基体、布置在基体上并含有无机氟化物的第一层、和布置在第一层上并包括树脂固化产物的第二层，基体、第一层以及第二层堆叠在一起，其中，第一层的在与基体相反的一侧的表面具有微观凹凸结构。
在本发明的第二个方面中，一种制造合金构件的方法，包括：预备步骤：预备由含有Mg和Li的合金形成的基体；布置步骤：在氟化铵中性水溶液中布置基材作为阴极以及由所述合金形成的基体作为阳极；电压施加步骤：在阳极和阴极之间施加电压，以在基体上形成含有无机氟化物且表面具有微观凹凸结构的第一层；放置步骤：将未固化树脂放置在第一层的微观凹凸结构上；和固化步骤：固化树脂以形成包括树脂固化产物的第二层。
通过以下参考附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得明显。
附图说明
图1是根据实施例的合金构件的剖视图。
图2是示出根据实施例的合金构件的制造过程的流程图。
图3是用于形成合金构件第一层的阳极氧化装置的示意图。
图4A是示出形成合金构件第二层的步骤的实施例的示意图。
图4B是示出形成合金构件第二层的步骤的实施例的示意图。
图4C是示出形成合金构件第二层的步骤的实施例的示意图。
图5是示出根据实施例的成像设备的示意图。
图6是示出根据实施例的电子设备的示意图。
图7是示出根据实施例的移动体的示意图。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述用于实施本发明的实施例。
第一实施例
(合金构件的层结构)
图1是根据一实施例的合金构件100的示意图，并且是沿堆叠方向的剖视图。合金构件100包括堆叠在一起的基体101、布置在基体101上的第一层102、和布置在第一层上的第二层103。本实施例的合金构件的应用不受特别限制，例如，合金构件可用作设备外壳或滑动构件。本实施例的合金构件在设置在基体101上的第一层102和第二层103之间具有优异的附着力，因此适合用作滑动构件。
基体101由含有镁(Mg)和锂(Li)的合金构成。
作为含有镁和锂的合金，已知镁锂基合金(Mg-Li基合金)。在本说明书中，术语“Mg-Li基合金”是指含有Mg和Li且Mg和Li的含量之和为质量百分比90％以上的合金。镁锂基合金是轻质金属材料，与不含锂的镁合金相比具有优异的轻质性、减振性和比强度。术语“优异的减振性”指的是通过将振动能量快速转换为热能来使振动迅速衰减。此外，比强度指的是单位密度的抗拉强度，更高的比密度能够进一步降低构件的重量。另一方面，如果Mg和Li的含量之和小于质量百分比90％，则难以减轻重量。在Mg-Li基合金中，Li的含量为质量百分比0.5％以上且质量百分比15％以下。由于Mg-Li基合金随着Li含量增加而变轻，因此希望有更高的Li含量。然而，如果Li含量超过质量百分比15％，则耐蚀性会恶化。另一方面，如果Li含量低于质量百分比0.5％，则难以减轻重量。
此外，为了调整Mg-Li基合金的特性，其他金属元素可以按质量百分比10％以下加入。具体而言，Mg-Li基合金可包含从由Al、Zn、Mn、Si、Ca、Ge和Be组成的第一组中选择的至少一种元素。
例如，铝(Al)含量优选为质量百分比10％以下。从增加基体101的强度的观点来看，铝含量可以是质量百分比1％以上且质量百分比10％以下。
Zn、Mn、Si、Ca可增加基体101的强度。Zn含量优选为质量百分比3％以下，更优选为质量百分比0.2％以上且质量百分比3％以下。Mn含量优选为质量百分比0.3％以下，更优选为质量百分比0.1％以上且0.3％以下。Si含量优选为质量百分比0.2％以下，更优选为质量百分比0.1％以上且质量百分比0.2％以下。Ca含量优选为质量百分比1.0％以下，更优选为质量百分比0.1％以上且质量百分比1.0％以下。
Ge和Be细化了镁锂基合金的晶粒，提高了基体101的耐蚀性。
Ge含量优选为质量百分比1％以下，更优选为质量百分比0.1％以上且质量百分比1％以下。Be含量优选为质量百分比3％以下，更优选为质量百分比0.04％以上且质量百分比3％以下。
基体101的形状不受特别限制，只要基体101具有第一表面101A即可。形状不限于图1所示六面体(例如长方体或正方体)，也可以是圆柱体、球体、棱柱体、锥体或管状体。
可以通过对基体101的表面改性来获得第一层102。第一层102是由包括无机氟化物的无机化合物形成的膜。无机氟化物例如是氟化镁(MgF2)。第一层102的无机氟化物以MgF2作为主成分，其体积比为90％以上。由于第一层102的无机氟化物以MgF2作为主成分，因此可以抑制基体101的腐蚀。除了MgF2以外第一层102的无机氟化物还可包括氟化锂(LiF)或氧化物，只要体积比为10％以下即可。可以基于例如X射线衍射分析中的2θ-θ测量来计算第一层102的无机氟化物中的MgF2的体积比。
可以通过在第一层102上放置未固化树脂并使树脂固化来获得第二层103。第二层103包括树脂固化产物。尽管第二层103布置在图1中合金构件100的最上表面，但第二层103不是必须位于合金构件100的最上表面。例如，为了保护第二层103，可以在第二层103上另外设置膜(诸如隔热膜)。
在现有的Mg-Li基合金中，即使在基体表面上形成化学转化膜和涂膜，也很难获得相对于基体而言的足够附着力。作为本发明人进行彻底研究的结果，已经发现，通过形成具有微观凹凸结构的氟化膜，然后形成包括树脂的膜，就可获得由于氟化膜和树脂之间界面处锚固效果所导致的附着。此外，已经发现，当氟化膜是具有多个孔隙的多孔膜时，就可由于树脂渗入氟化膜的孔隙中导致的锚固效果而获得充分的附着。已经发现，尽管氟化膜是脆且耐磨性差的材料，但由于氟化膜和树脂之间的锚固效果，可以实现能够足以承受滑动所产生剪切力的硬度和韧性。
因此，第一层102具有第一表面102A和在与第一表面102A相反的一侧上的第二表面102B，并且第一表面102A具有微观凹凸结构。术语“微观凹凸结构”指的是第一表面102A的最大粗糙度Rz为1μm以上的结构。Rz优选为2μm以上，更优选2μm以上且12μm以下。注意，第二表面102B与基体的第一表面101A接触。
此外，第一层102的无机氟化物具有多个孔隙104。在本说明书中，孔隙指的是当用电子显微镜等观察时识别到平均等效圆直径为1μm以上孔隙的部分。至少一个孔隙104可定位成与第二层103接触。由于第二层103是通过在第一层102上放置未固化树脂而获得的，因此定位成与第二层103接触的至少一个孔隙104被树脂填充。由于未固化树脂被固化，在合金构件100堆叠方向的横截面中至少一部分树脂固化产物与第一层102的无机氟化物接触。此外，使树脂朝向基体101的方向填充第一层102至1μm以上深度。由于具有树脂固化产物的第二层103相对于第一层102表现出锚固效果，因此第二层103相对于第一层102的附着性是极好的。从进一步增强附着的观点来看，在堆叠方向的横截面中布置在孔隙104中的至少一部分树脂固化产物可以被无机氟化物覆盖。
优选地，在合金构件100的堆叠方向上的横截面中孔隙104的大小是平均等效圆直径为2μm以上。这是因为可以增大第二层103所含树脂固化产物填充到孔隙104中的量。更优选地，平均等效圆直径为5μm以上。此外，第一层102的厚度优选为5μm以上，更优选20μm以上。通过将厚度设定为20μm以上，可以增大表现出锚固效果的区域的数量。
此外，当第一层最大厚度被定义为t时，置于孔隙104中的树脂固化产物可以设置到从第一层102和第二层103相互接触的位置起在厚度方向直至对应于0.8t的位置。这样做的原因是：由于第二层103的树脂固化产物深入到第一层102中，因此锚固效果增加。另一方面，当树脂固化产物设置到超过0.8t的位置时，担心基体101和未固化树脂会相互接触并且会从基体101产生氢气。
在上述合金构件中，由于第一层的第一表面102A具有微观凹凸结构，因此在其与包括树脂固化产物的第二层103相接的界面处表现出锚固效果并且第一层和第二层之间的附着力高。因此，可以提供比现有合金构件更不易腐蚀的合金构件。
制造合金构件的方法
下文将参考图2至图4C描述制造合金构件的方法。
图2是示出合金构件制造过程的流程图。图3是用于形成合金构件第一层的阳极氧化装置的示意图。图4A至图4C均为示出形成合金构件第二层的步骤的示意图。
首先，预备由镁锂基合金(Mg-Li基合金)形成的基体，以作为由含有镁(Mg)和锂(Li)的合金形成的基体307(S11，预备步骤)。根据由Mg-Li基合金形成的基体的状态，通过脱脂、水洗、蚀刻等从基体去除基体表面上的氧化层和偏析物。下面将描述去除方法的示例。把由与基体307为相同材料制成的传导及保持夹具308连接到基体307。具体地，通过弯曲传导及保持夹具308以夹紧基体307来执行连接。通过将基体307和传导及保持夹具308浸入硝酸(浓度：质量百分比3％至5％)中，进行酸洗以去除氧化层。作为酸而言，代替硝酸可以使用盐酸、硫酸等，只要能溶解表面上的氧化层即可。酸洗后，用纯水清洗基体307和传导及保持夹具308。然后，将基体307和传导及保持夹具308浸入在加热至90℃至99℃的纯水中，从纯水中取出，并干燥。
接下来，将参考图3描述形成含有无机氟化物的第一层的方法。
阳极氧化装置309包括存储电解液302的处理槽301，还包括泵303和过滤器304以用于使电解液302通过管道从处理槽301底部到顶部循环和搅拌。此外，阳极氧化装置309包括电源305，电源305的负极电连接至浸入处理槽301中电解液302中的阴极电极306。与电解质发生反应的反应性低的材料可用作阴极电极306，例如可使用碳、铂、钛、SUS等。此外，由于电源305的正极连接到与基体307连接的传导及保持夹具308，因此基体307和传导及保持夹具308用作阳极电极。
为了在由Mg-Li基合金形成的基体307上形成第一层102(即含有无机氟化物的氟化膜)，将氟化铵中性水溶液布置作为处理槽301中的电解液302(S12，布置步骤)。氟化铵中性水溶液的浓度优选为从200g/L至饱和浓度；为了使基体307的表面高度氟化，优选高浓度。电解质302的水溶液为中性，且pH值优选为6.0以上且8.0以下。在pH值降低的酸性条件下，会生成氟化氢。另一方面，在pH值升高的碱性条件下，在阳极处不仅会与氟发生氧化反应还会与氧发生氧化反应。结果，第一层102中的氟含量会降低。pH值更优选在7.0到7.5的范围内。当pH值在该范围内时，容易施加更高的电压，因此可以容易地形成厚的第一层102。注意，由于泵使电解液302的温度升高，因此最好使用冷却器等执行温度控制。电解液的优选温度为-20℃至60℃。此外，也可采用鼓泡式搅拌以用于搅拌溶液。此外，可设置过滤器以捕获溶液中产生的氟化锂(LiF)。
在完成与电源305的连接后，在阳极电极(基体307和传导及保持夹具308)和阴极电极306之间施加电压(S13，电压施加步骤)。这里，第一层102的厚度与流过基体307单位面积的电流总量(库仑量)成比例。理想条件是每10cm2流过117库仑以上的电流。因此，第一层厚度变为20μm以上，可形成具有足够耐腐蚀性的氟化膜。
此外，为了改善相对于第二层的锚固效果(将在后面描述)，可以在第一层中提供大的微观凹凸和大的孔隙。例如，为了增大微观凹凸和孔隙的大小，施加高电压。具体而言，通过增大设定电流值和降低溶液浓度，可以施加更高的电压，并且可以形成大的微观凹凸和孔隙。此外，通过提高溶液温度，可以获得更大的微观凹凸和孔隙。
随后，执行水洗和干燥，将传导及保持夹具308从基体307上分离，从而可以获得形成了含有MgF2作为无机氟化物的第一层(氟化膜)102的构件1010。
接下来，将参考图4A到图4C描述形成第二层的步骤。图4A示出了在第一层的微观凹凸结构上放置未固化树脂的涂覆步骤，图4B示出了用未固化树脂浸渍第一层的孔隙的浸渍步骤，图4C示出了固化树脂的涂膜固化步骤。
在涂覆步骤中，将包括未固化树脂的涂覆材料103A放置在形成有第一层的构件1010的表面上(S14，放置步骤)。为了使第二层103的厚度均匀，最好是将涂覆材料103A均匀地涂布到第一层102的第一表面102A上。作为涂布涂覆材料103A的方法，例如可以使用如图4A所示的喷涂方法，其中，通过来自空气喷枪201的雾化空气来喷涂涂覆材料。作为其他方法而言，可以使用均匀涂布涂覆材料的已知方法，例如旋涂、刮刀涂布、模具式涂布、浸渍和气刀涂布。涂覆材料被涂布成使得固化后第二层103的厚度为5μm以上且100μm以下。当第二层厚度小于5μm时，担心第一层102的微观凹凸结构未能被充分覆盖，除非降低微观凹凸结构的微观凹凸高度。在这种情况下，无法获得足够的耐磨性。另一方面，当厚度超过100μm时，膜厚度的不均匀性会增加，并且担心会出现接触压力过高的部分。在这种情况下，易于产生磨损粉末。
作为涂覆材料103A，可以使用有机涂覆材料，能够形成是由液体涂覆材料形成的涂膜的第二层103。涂覆材料的粘度可被选择成使得在随后的浸渍步骤中容易实现浸渍。涂覆材料可以是光固化涂覆材料或热固性涂覆材料。作为光固化涂覆材料，例如可以使用UV固化硬涂覆材料(由日本涂料工业涂料有限公司制造：LUCIFRAL NAG-1000)。也可以向光固化涂覆材料中添加润滑剂成分。作为润滑剂成分，例如可以使用丙烯酸梳形接枝聚合物(由Toagosei Co.，Ltd.制造：SYMAC US270)。通过丙烯酸主链易于引入有机硅链，并且通过对涂膜表面改性可以改善润滑性。润滑剂成分可以按质量百分比5％以上且质量百分比20％以下的比率加入。当质量百分比小于5％时，作为润滑剂成分的效果会降低。当质量百分比超过20％时，光固化涂覆材料的硬度会降低，并且在某些情况下涂膜的耐磨性和附着力会恶化。
涂覆材料103A最好不包含填料。当含有填料时，如果填料从成品上脱落则易于发生磨损。另一方面，当不包含填料时，不易产生磨损粉末，并且成品可适当地用于光学设备和精密设备中。此外，成品还可以适当地用于滑动构件中。
在浸渍步骤中用未固化树脂浸渍第一层的孔隙104(S14)。由于第一层102具有彼此连通的微细孔隙，因此包括未固化树脂的涂覆材料103A随时间推移通过毛细作用进行渗透。对于高粘度的涂覆材料，较好地是在树脂静置一定时间后进行固化。当允许静置一定时间时，可在100℃以下的温度进行加热。此外，可以抽真空。
在浸渍步骤中，当抽真空很长时间(特别是一小时以上)时，涂覆材料的一些部分中会发泡。推测其原因是涂覆材料中所含的水分、溶剂和有机物质与镁锂基合金中的锂发生反应而生成氢气。因此，尽管通过使用涂覆材料向着基体的方向深入浸渍而增强了锚固效果，但不希望使用涂覆材料浸渍到与基体接触的位置。因此，当第一层的最大厚度被定义为t时，填充第一层102的孔隙104的树脂最好是布置到与从第一层102和第二层103彼此接触的位置起对应于0.8t的位置。
在涂膜固化步骤中，通过向涂布的涂覆材料103A施加光和/或热，形成包括树脂固化产物的第二层103(S15)。在涂覆材料103A中包含的树脂是光固化树脂的情况下，通过使用来自紫外线固化装置202的紫外线(UV)照射来固化涂覆材料103A。固化涂覆材料需要预定的紫外线曝光量。紫外线曝光量可以通过紫外线强度和照射时间的乘积来获得。此外，由于紫外线强度取决于从紫外线灯203到涂覆材料的距离，因此当距离增加时需要增加辐照时间。作为第一层102的主成分的MgF2在200nm以上且4000nm以下的波长范围内具有90％以上的透射率。因此，UV容易到达浸渍在第一层102的孔隙104中的涂覆材料103A，并且树脂通过光聚合反应而固化。因此，由于强锚固效果而在第一层和第二层之间表现出高附着力。在涂覆材料中包含的树脂为热固性树脂的情况下，涂覆材料103A优选在120℃以下的温度固化。当温度高于120℃时，镁锂基合金的硬度会降低。
根据上述制造合金构件的方法，可以提供一种合金构件，其中，由于第一层的第一表面102A具有微观凹凸结构，因此在其与包括树脂固化产物的第二层103相接的界面处表现出锚固效果，第一层和第二层之间的附着力高。因此，可以提供比现有合金构件更不易腐蚀的合金构件。
(光学设备/成像设备)
图5示出了作为成像设备的单镜头反光数码相机600的结构，其作为设备的示例。在图5中，尽管相机主体602和作为光学设备的镜筒601连接在一起，但是镜筒601是可拆卸地连接到相机主体602的所谓可更换镜头。来自对象的光通过包括多个透镜603和605的光学系统并被用于摄影的成像器件接收，透镜603和605是布置在镜筒601的外壳中的成像光学系统的光轴上的部件的示例。这里，透镜605由内筒604支撑，并相对于镜筒601的外筒可动地被支撑，以用于聚焦和变焦。
在拍摄前的观察期内，来自对象的光被作为相机主体外壳621中部件示例的主反射镜607反射，并透过棱镜611，然后通过取景器透镜612向拍摄者显示拍摄的图像。主反射镜607例如是半反射镜，并且透过主反射镜的光被副反射镜608向AF(自动对焦)单元613反射。反射光用于例如测量距离。主反射镜607通过粘接等方式安装并支撑在主反射镜支架640上。在拍摄期间，使用驱动机构(未示出)将主反射镜607和副反射镜608移出光路，打开快门609，并且将从镜筒601入射的捕获光图像聚焦在成像器件610上。此外，光圈606配置成通过改变孔口面积来改变拍摄期间的亮度和焦深。合金构件100可以用作镜筒601的可动部、相机主体602的可动部、或在镜筒601和相机主体602相互组装和分离时滑动并用作连接面的安装部(未示出)的至少一部分。此外，合金构件100可以用作相机主体的外壳621或镜筒601的外壳620的至少一部分。外壳620和621各自可仅由合金构件100形成。由于本发明的合金构件100轻且具有优异的耐腐蚀性和耐磨性，因此可以提供比现有成像设备更轻且具有更优异耐久性的成像设备。
单镜头反光数码相机已被描述作为成像设备的示例。然而，本发明不限于此。成像设备可以是智能手机、无反射镜式可更换镜头相机、或紧凑式数码相机。
(电子设备)
图6示出了作为电子设备的个人计算机的结构，是设备的示例。在图6中，个人计算机800包括显示单元801和主体802。在主体802的外壳(未示出)中，布置有作为布置在外壳中的部件示例的电子部件(未示出)。合金构件100可以用作主体802的外壳的至少一部分。外壳可仅由合金构件100形成。由于本发明的合金构件100轻且具有优异的耐腐蚀性，因此可以提供比现有个人计算机更轻且具有更优异耐腐蚀性的个人计算机。
个人计算机800已被描述作为电子设备的示例。然而，本发明不限于此。电子设备可以是智能手机或平板电脑。
(移动体)
图7是示出作为移动体的无人机实施例的图，此移动体是设备的示例。无人机700包括多个驱动单元701和连接到驱动单元701的主体702。在主体702中，布置有作为部件示例的驱动电路(未示出)。每个驱动单元701具有例如螺旋桨。如图7所示，主体702可以配置成使得腿部703连接到主体702或者相机704连接到主体702。合金构件100可以用作主体702和腿部703的外壳(未示出)的至少一部分。外壳可仅由合金构件100形成。由于本发明的合金构件100具有优异的减振性和耐腐蚀性，因此可以提供比现有无人机具有更优异减振性和耐腐蚀性的无人机。
实例
下面将参考实例描述本发明。首先，将描述实例和比较例中的合金构件的制造方法。
(合金构件的制造)
实例1
首先，作为由含有镁和锂的合金形成的基体所用的材料，预备直径为φ90mm、厚度为10mm的Ares(成分为Mg-9％Li-1％Zn-4％Al，Amli材料科技股份有限公司制造)圆柱形坯料。通过将圆柱形坯料切割成外径为φ66毫米、内径为φ54mm、厚度为4mm的环形，获得了由含有镁和锂的合金形成的环形基体。
接下来，通过使用图3所示的阳极氧化装置309，在环形基体上形成含有无机氟化物且具有多个孔隙的第一层。具体地说，环形基体连接到由Ares制成的传导及保持夹具308，并且环形基体和传导及保持夹具308用作阳极电极。碳被用作阴极电极306。作为电解液302，使用浓度为230g/L的氟化铵中性水溶液(pH＝7.0)。阴极电极306和阳极电极布置在氟化铵中性水溶液中。随后，在阴极电极306和阳极电极之间施加电压。此时，电解液302的温度被控制为40℃±2℃。
在电源305中，电流值设定为4A；通过在施加电压后监测电流的积分值(库仑量)，每10cm2流过119库仑的电流。
使用图4A到图4C中所示的步骤，在形成有第一层的基体上形成包括树脂固化产物的第二层。具体地说，首先，作为涂覆材料103A，预备了质量百分比90％的UV固化材料LUCIFRAL(由日本涂料工业涂料有限公司制造，型号NAG-1000)和质量百分比10％的丙烯酸硅树脂SYMAC(由Toagosei有限公司制造，型号US270)混合而成的涂覆材料。使用空气喷枪201将涂覆材料103A涂布到第一层上。涂布后，通过静置30分钟，使得第一层的孔隙被涂覆材料103A浸渍。然后，使用波长为365nm且紫外灯光强度为400W的紫外光固化装置202进行光辐照，使得通过紫外光强度计测量的紫外光强度在40mW/cm2至80mW/cm2范围内，以固化涂膜的树脂，从而获得实例1的合金构件。
实例2至实例8
在实例2至实例8中，通过在施加电压后监测电流的积分值(库仑量)，每10cm2流过117库仑以上的电流。通过改变库仑量来相对于实例1改变第一层的厚度。
此外，在实例2至实例8中，通过改变空气喷枪201的喷射量和涂布后的浸渍时间来改变第二层的厚度和设置到第一层的孔隙中的树脂量。
比较例1
在比较例1中，用于形成第一层的条件与实例1不同。通过在基体上进行化学转化处理来形成第一层。具体而言，在将基体浸入温度60℃、浓度20g/L的氟化铵酸性溶液中2分钟。在其他步骤中，通过与实例1相同的工序，获得比较例1的合金构件。
比较例2
在比较例2中，用于形成第一层的条件与实例1不同。通过在基体上进行微弧氧化处理来形成第一层。具体而言，使用温度25℃、浓度10g/L的硅酸钠作为电解液，使用脉冲电源，在正脉冲宽度为1ms、通断时间比为0.2、平均电流密度为200A/m2的条件下进行恒定电流电解。上限电压设定为360V，达到上限电压后用360V的恒定电压进行电解。
(合金构件的评价)
下面将描述实例1至实例8以及比较例1和比较例2的评价方法及其结果。
(第一层和第二层的最大厚度)
通过涡电流法测量第一层的最大厚度和第二层的最大厚度，使用膜厚计(由Sanko电子实验室有限公司制造，SWT-9000)和用于膜厚计的SWT探头N(由Sanko电子实验室有限公司制造，Fe-0.6)。对基体的抛光表面进行零点校准，测量第一层和第二层各自最大厚度。
(第一层的孔隙大小)
在5kV电压、7.0mm工作距离和60μm孔径的条件下，使用扫描电子显微镜(SEM，由Carl Zeiss显微技术公司制造，Sigma500VP)测量第一层的孔隙的大小。首先，在放大倍数200倍(570×420μm)的视野中选择包含最大孔隙的区域，然后在放大倍数1000倍(110×80μm)的视野中测量孔隙的大小。通过图像处理来将10个点每点处测得的孔隙形状近似为圆形，并获得等效圆直径。测量值的平均值被四舍五入为整数。
(第一层中树脂的浸渍深度)
使用扫描电子显微镜(SEM，由Carl Zeiss显微技术公司制造，Sigma 500VP)测量树脂的浸渍深度，即树脂沿厚度方向渗入第一层中的长度。首先，在放大倍数200倍(570×420μm)的视野中选择树脂渗透最深的位置。然后，在放大倍数1000倍(110×80μm)的视野中，通过从显示氟、镁和碳光谱的EDX图像中测量碳进入氟和镁图像内部的深度，获得从第一层最外表面朝向基体方向的浸渍深度。
结果总结在表1中。
表1
在对实例1至实例8以及比较例1和比较例2的合金构件进行的耐磨性试验和恒温恒湿耐久性试验中，评价方法及其结果如下所述。
(耐磨性试验)
使用摩擦试验机(RHESCA有限公司制造，FPR-2100)评价耐磨性。在载荷重量设定为200gf的条件下进行测量，并使用黄铜制成、直径φ3/16英寸、表面经镍磷电镀处理的球，在往复滑动试验模式下以40mm/s的往复速度和20mm的往复宽度进行评价。在滑动部处在表面和球之间发生滑动。在根据赫兹公式获得的最大接触压力为730MPa且接触面半径为36μm的初始条件下，在26000次往复滑动循环后，观察并比较滑动痕迹。
在评价结果中，在滑动部边缘处通过目视观察未确认有磨损粉末痕迹的情况被评价为A；在滑动痕迹所有区域未确认第二层(即涂膜)有剥落的情况评价为B；确认第二层有剥落的情况评价为C。
(恒温恒湿的耐久性试验)
在恒温恒湿的耐久性试验中，将实例1至实例8以及比较例1和比较例2的合金构件放置在温度为65℃、湿度为95％的恒温恒湿室内，静置1000小时，并检查外观有无变化。通过目视观察和放大倍数50倍和200倍显微镜观察来评价外观。耐久性试验前后未发生变化的情况评价为A，耐久性试验前后发生变化的情况评价为C。
(综合评价)
上述两个项目中两个项目都被评价为A的情况用A表示，至少一个项目被评价为C的情况用C表示，除此之外的情况用B表示。A和B被认为是好，C被认为是差。
结果总结在表2中。
表2
| 耐磨性试验 | 恒温恒湿的耐久性试验 | 综合评价 | |
| 实例1 | A | A | A |
| 实例2 | A | A | A |
| 实例3 | A | A | A |
| 实例4 | A | A | A |
| 实例5 | B | A | B |
| 实例6 | A | A | A |
| 实例7 | B | A | B |
| 实例8 | B | A | B |
| 比较例1 | C | C | C |
| 比较例2 | B | C | C |
表2的结果表明，在实例1至实例8的所有合金构件中，在耐磨性试验中第二层没有剥落，在恒温恒湿的耐久性试验前后确认外观没有变化。
此外，在实例1至实例4和实例6中，滑动痕迹宽度为300μm以下，未确认有磨损粉末产生。另一方面，在实例5和实例7中，产生了磨损粉末。其原因被认为是由于树脂浸渍深度超过了0.8t，生成了氢气，尽管氢气的量非常小。此外，在实例8中，认为由于孔隙较小，锚固效果不足，因此与其他实施例相比第二层和第一层之间的附着力较低。
在比较例1中，由于第一层是化学转化膜，故不可能形成1μm以上的孔隙，并且也不能获得具有足够厚度的第一层。因此，锚固效果较弱，附着力不足。因此，耐磨性被评价为C。此外，在进行恒温恒湿耐久性试验后，出现了不良外观。
此外，在比较例2中，由于第一层是氧化层，因此在恒温恒湿耐久性试验后在基体中发生吸水，并且由于腐蚀而出现不良外观。
此外，代替Ares，将实例1的基体改为具有如下所示的成分1、成分2和成分3的坯料。在所有情况下，耐磨性试验的结果为A，恒温恒湿耐久性试验的结果为A。
(成分1)Mg-12％Li-0.35％Ca-3％Al-0.1％Mn-0.3％Ge-0.04％Be
(成分2)Mg-14％Li-0.5％Ca-6％Al-0.1％Mn
(成分3)Mg-7％Li-1％Zn-7％Al
(成分4)Mg-14％Li-0.3％Ca-3％Al-0.15％Mn
根据如上所述的本发明，可以提供一种合金构件，其中，由于第一层的第一表面102A具有微观凹凸结构，因此在其与包括树脂固化产物的第二层103相接的界面处表现出锚固效果，第一层和第二层之间附着力高。因此，可以提供比现有合金构件更不易腐蚀的合金构件。
虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。以下权利要求的范围应给予最宽的解释，以涵盖所有变型以及等同的结构与功能。
Claims (18)
1.一种合金构件，包括：
由含有镁和锂的合金形成的基体；
第一层，设置在基体上并且包含无机氟化物；和
第二层，设置在第一层上，并且包括树脂固化产物，
其中，第一层的在与基体相反的一侧的表面具有微观凹凸结构；
其中，第一层具有多个孔隙，
其中，树脂固化产物设置在至少一个孔隙中，
其中，当第一层的最大厚度被定义为t时，设置在孔隙中的树脂固化产物在厚度方向上设置达到从第一层和第二层彼此接触的位置起对应于0.8t的位置。
2.根据权利要求1所述的合金构件，
其中，在合金构件堆叠方向的横截面中，设置在孔隙中的至少一部分树脂固化产物与第一层接触。
3.根据权利要求2所述的合金构件，
其中，在堆叠方向的横截面中，孔隙的平均等效圆直径为2μm以上。
4.根据权利要求1所述的合金构件，
其中，树脂固化产物不接触基体。
5.根据权利要求1所述的合金构件，
其中，无机氟化物包括体积百分比90％以上的MgF2。
6.根据权利要求1所述的合金构件，
其中，第一层的厚度为20μm以上。
7.根据权利要求1所述的合金构件，
其中，在合金中Mg含量和Li含量之和为质量百分比90％以上。
8.根据权利要求7所述的合金构件，
其中，合金还包含从由Al、Zn、Mn、Si、Ca、Ge和Be组成的第一组中选择的至少一种元素；
其中，第一组元素的总含量为质量百分比10％以下。
9.根据权利要求8所述的合金构件，
其中，Al的含量为质量百分比10％以下，
其中，Zn的含量为质量百分比3％以下，
其中，Mn的含量为质量百分比0.3％以下，
其中，Si的含量为质量百分比0.2％以下，
其中，Ca的含量为质量百分比1.0％以下，
其中，Ge的含量为质量百分比1％以下，
其中，Be的含量为质量百分比3％以下。
10.根据权利要求7所述的合金构件，
其中，Li的含量为质量百分比0.5％以上且质量百分比15％以下。
11.一种滑动构件，包括根据权利要求1至10中任一项所述的合金构件。
12.一种光学设备，包括：
外壳；和
设置在外壳中的部件，
其中，外壳包括根据权利要求1至10中任一项所述的合金构件。
13.一种电子设备，包括：
外壳；和
设置在外壳中的部件，
其中，外壳包括根据权利要求1至10中任一项所述的合金构件。
14.一种无人机，包括：
外壳；和
设置在外壳中的部件，
其中，外壳包括根据权利要求1至10中任一项所述的合金构件。
15.一种制造合金构件的方法，包括：
预备步骤：预备由含有Mg和Li的合金形成的基体；
布置步骤：在氟化铵中性水溶液中布置基材作为阴极以及由所述合金形成的基体作为阳极；
电压施加步骤：在阳极和阴极之间施加电压，以在基体上形成含有无机氟化物且表面具有微观凹凸结构的第一层；
放置步骤：将未固化树脂放置在第一层的微观凹凸结构上；和
固化步骤：固化树脂以形成包括树脂固化产物的第二层；
其中，在电压施加步骤中，在第一层中形成多个孔隙，
其中，在放置步骤中，至少一个孔隙被树脂浸渍，
其中，在放置步骤中，当第一层的最大厚度被定义为t时，设置在孔隙中的未固化树脂在厚度方向上设置达到从第一层和第二层彼此接触的位置起对应于0.8t的位置。
16.根据权利要求15所述的制造合金构件的方法，
其中，在放置步骤中，未固化树脂不接触基体。
17.根据权利要求15所述的制造合金构件的方法，
其中，树脂为光固化树脂，
其中，在固化步骤中，通过用光照射树脂来固化树脂。
18.根据权利要求15所述的制造合金构件的方法，
其中，树脂为热固性树脂，
其中，在固化步骤中，在120℃以下的温度固化树脂。
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