專利名稱：制造耐腐蝕裝飾涂層的方法和用于金屬基底的涂層系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造耐腐蝕裝飾涂層的方法及用于金屬基底的涂層系統(tǒng)，優(yōu)選輕金屬。
背景技術(shù)：
已知由鋼或者輕金屬合金制成的車輪具有電鍍層，例如銅-鉻-鎳。
電鍍過程中，尤其是鋼制車輪時(shí)，電鍍過程的電解液粘著在碗狀輪輞底部之間的接合區(qū)，尤其是澆鑄的輕金屬車輪時(shí)，電解液通過毛細(xì)作用粘著在孔隙中。除此之外在接合區(qū)沒有完整涂層。兩者都導(dǎo)致將來的腐蝕現(xiàn)象和電鍍層的局部的損壞。輕金屬車輪中電鍍的涂層還會(huì)導(dǎo)致違人所愿的車輪表面的應(yīng)力狀態(tài)的改變，這樣還影響車輪的功能和壽命。
已知的電鍍過程由于必需層厚而很費(fèi)材料從而導(dǎo)致被鍍涂層的車輪的明顯加重。因此由于為達(dá)到表面均衡所需的厚厚的銅層，尺寸為8J×17”的輕金屬車輪平均增加1kg的重量。
DE 196 21861 A1展示了一種為鋁合金汽車輪輞鍍鉻的方法，其中在車輪表面首先加上一層粉狀-或濕漆底層。在這層基底上加上一層電鑄板-ABS-塑料，然后用電鍍方式鍍鉻。此涂層的接合邊界首先導(dǎo)致電鑄板-ABS-塑料的有限的溫度穩(wěn)定性，這導(dǎo)致車輪熱負(fù)載高的區(qū)域里涂層脫落。
從DE 198 07 823 A1中已知一種制造防腐蝕涂層的方法及用于輕金屬基底的層系統(tǒng)，其中在基底上首先通過物理氣化沉積(PVD)過程、化學(xué)氣化沉積(CVD)過程、涂漆或陽極氧化和析出作用鍍上不導(dǎo)電的第一涂層。然后無電流地加上第二層金屬層。最后將鉻層電鍍上一層由鎳和/或銅組成的基底和由鉻組成的頂層。

發(fā)明內(nèi)容
在這樣的技術(shù)背景下本發(fā)明的任務(wù)是，實(shí)現(xiàn)一種制造涂層的方法及用于金屬基底的涂層系統(tǒng)，由此可產(chǎn)生裝飾的耐腐蝕的、可高負(fù)荷的表面。
根據(jù)本發(fā)明的該任務(wù)根據(jù)獨(dú)立的權(quán)利要求書所述的特征來解決。這里推薦在基底上加上以下的涂層結(jié)構(gòu)-粘著層(例如通過鉻化處理)，-漆層，-等離子刻蝕過程來進(jìn)行預(yù)處理以及改善續(xù)加涂層的粘合，或者同基的由氧化物或金屬組成的物理氣化沉積涂層，-金屬或金屬合金的物理氣化沉積涂層，-主要用電鍍方式鍍上的銅、鎳鉻。
在優(yōu)選方案中通過粘著層顯著增加漆層的粘合性，從而顯著增加耐腐蝕度。通過漆層消除結(jié)合縫隙位置及其他薄弱位置，例如填嵌，以及可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的涂層。對輕金屬輪輞尤其有利的是，封閉了孔隙，這樣就可以阻止工作液體的侵入。通常也可以保護(hù)輕金屬基底不變工作液體影響，以至完全獲得材料特性。
本發(fā)明的有利替換方案如從屬權(quán)利要求中所述。
在真正的涂加涂層系統(tǒng)之前可以進(jìn)行機(jī)械的表面磨光，例如拖曳磨光。此操作有利于以后更薄的續(xù)加涂層以及對車輪重量的有利影響。
粘著層優(yōu)選通過鉻化或磷化處理或其他有利于環(huán)境的替代方案(不含Cr6)涂加。
漆基底可以例如由EP漆組成，其在180℃至210℃下煅燒，以達(dá)到優(yōu)秀的表面工藝。漆基底的表面決定了鉻涂層系統(tǒng)的表面質(zhì)量。
漆基底表面優(yōu)選在真空中例如通過添加化學(xué)活性的處理氣體用等離子處理進(jìn)行等離子技術(shù)腐蝕。在如此預(yù)處理的表面上通過等離子技術(shù)的涂層，尤其是通過物理氣化沉積工藝如借助于金屬-或氧化物光亮特性，鍍上一層封閉的光亮涂層。此外優(yōu)選應(yīng)用鉻。光亮涂層不同于載流層，因?yàn)樗仨毤炔煌ㄟ^光又不導(dǎo)電。兩種方法——腐蝕還有光亮涂層——都有助于優(yōu)化接下來的金屬中間層的粘著性，該中間層尤其是由銅材料的但也可是鎳或鎳合金組成。用這種方法可以在表面形成均勻的、立體的涂層，厚度可達(dá)20μm。
如此制作的導(dǎo)電中間層上只能加上封閉的鉻涂層系統(tǒng)。
為此優(yōu)選應(yīng)用常用的電鍍工藝。作為第一涂層這里將鍍上一層銅或半光亮鎳直到層，厚度為15μm。在這層上接續(xù)鍍上光亮鎳、微孔鎳然后鍍上鉻。對于微孔鎳，以及鉻層也稱為微孔鍍鉻層，是指用電解的方法鍍上鎳層，其可含有懸浮的細(xì)微固體。這些不導(dǎo)電的微粒，通過鼓氣懸浮于電解液中，沉淀出來。緊接著鍍鉻時(shí)，夾雜物不能鍍上鉻并在沉淀物中產(chǎn)生微孔。(見Metzger，W；Ott，RGalvanotechnik61(1970)，S，998 ff.)或者在中間涂層上也可以用電鍍方法鍍上銅、半光亮鎳或其化合物組成的涂層。其它可電鍍產(chǎn)生的層也可以。但最后的一層電鍍涂層必須是微孔的鎳層，在其上用物理氣化沉積方法加上一層封閉的鉻涂層。這樣的結(jié)構(gòu)可以提高耐腐蝕性能，沒有覆蓋漆層也完全可靠。
本發(fā)明借助于附圖
所展現(xiàn)的實(shí)施例進(jìn)一步說明。
一個(gè)鋁-基體，即這里的輪輞1，去毛邊之后首先將通過拖曳磨光進(jìn)行預(yù)處理。將輪輞與磨具一起浸入貯水池中移動(dòng)來進(jìn)行拖曳磨光。通過拖曳磨光可以得到平整的，然而并非拋光的表面。
為了建立層結(jié)構(gòu)要首先加上一層鉻酸鹽涂層2作為粘著層。在鉻酸鹽涂層2上是一個(gè)底漆層3，例如EP-漆，其厚度為50至60μm，在180℃-210℃下被煅燒。底漆層3必要時(shí)也可以補(bǔ)充上又一層漆層4，尤其是在修整底漆層3時(shí)，如磨光氣泡或夾雜物，是必要的。
輪輞1由于漆層3、4而不再導(dǎo)電，而且被防止其與水的接觸。
為了準(zhǔn)備涂加鉻涂層系統(tǒng)5，在輪輞1的即將鍍涂層的表面上進(jìn)行腐蝕。為此將輪輞1在真空箱(沒有示出)中添加有化學(xué)活性處理氣體下用等離子處理。為了進(jìn)一步優(yōu)化粘著性接下來通過等離子工藝涂層方法(例如利用物理氣化沉積-或化學(xué)氣化沉積-工藝)加上一層由鉻組成的金屬光澤涂層6。金屬光澤涂層厚度為5至20nm。
又一層的等離子工藝涂層后通過物理方法加上一層銅層7，厚度為約0.3μm，來形成用于接下來的電鍍工藝的導(dǎo)電的中間層。
在如此處理過的基礎(chǔ)上就可以通過常見的方法加上鉻涂層系統(tǒng)5。在電鍍方法形成的厚度為25μm的銅層8上同樣電鍍上一層鎳層9。又一鎳層10是微孔的并具有夾雜物11，夾雜物是在電鍍過程中以懸浮固體物質(zhì)形式埋入鎳沉淀物中而且不導(dǎo)電。兩層鎳層9、10的總厚度為15μm。封閉的鉻層12具有厚度0.3至0.5μm，并封閉了鉻涂層系統(tǒng)5。不用電鍍方法鍍上鉻層12，也可以由物理氣化沉積工藝加上鉻層12。
標(biāo)識列表1 輪輞2 鉻酸鹽涂層3 底漆層4 另一漆層5 鉻涂層系統(tǒng)6 由鉻組成的金屬光澤層7 等離子刻蝕方法鍍上的銅層8 電鍍方法鍍上的銅層9 鎳層10鎳層，微孔的11夾雜物12鉻層
權(quán)利要求
1.一種在輕金屬或輕金屬合金制成的基底(1)上生成高光澤成層的方法，具有以下步驟-在基底(1)上涂覆一個(gè)粘著層(2)，-涂漆(3、4)，-用一種金屬等離子技術(shù)形成涂層(6)，-主要是電鍍方法鍍鉻(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，可以通過表面的機(jī)械磨光預(yù)處理基底(1)，尤其是拖曳磨光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，粘著層的涂加(2)是鉻化或磷化處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在等離子技術(shù)涂覆(6)之前以等離子技術(shù)開始腐蝕漆層(3、4)，在等離子技術(shù)形成涂層(6)之后，在物理氣化沉積過程中，涂覆一層由金屬、金屬合金或金屬氧化物組成的封閉的中間層(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，電鍍方式的鍍鉻由以下步驟組成-電鍍上由銅、半光亮鎳或其化合物組成的第一涂層(8)，-電鍍上至少一個(gè)由光亮鎳組成的第二涂層(9)或一個(gè)微孔鎳層(10)，以及-電鍍上一層由鉻組成的涂層(12)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，電鍍方式的鍍鉻由以下步驟組成-電鍍上由銅、半光亮鎳或其化合物組成的第一涂層(8)，-電鍍上一層微孔的由鎳組成的第二涂層(10)，以及-一層由鉻組成的物理氣化沉積涂層(12)。
7.輕金屬或輕金屬合金為基底的涂層系統(tǒng)，由以下組成-由輕金屬或輕金屬合金組成的一個(gè)基底(1)，-一個(gè)粘著層(2)，-一個(gè)漆底層(3)，-通過等離子技術(shù)涂覆上的金屬的中間層(6)，-主要用電鍍方式鍍上的鉻層系統(tǒng)(5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的涂層系統(tǒng)，其特征在于，粘著層(2)由鉻酸鹽或磷酸鹽組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的涂層系統(tǒng)，其特征在于，金屬的中間層(6)由一種金屬或金屬氧化物尤其是鉻所組成，在中間層(6)與鉻層系統(tǒng)(5)之間設(shè)有由銅、鎳或二者的合金組成的另一個(gè)中間層(7)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的涂層系統(tǒng)，其特征在于，電鍍的鉻層系統(tǒng)(5)由以下組成-由銅、半光亮鎳或其化合物組成的第一涂層(8)，-至少一個(gè)由光亮鎳組成的第二涂層(9)或一個(gè)微孔鎳層(10)，以及-由鉻組成的涂層(12)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的涂層系統(tǒng)，其特征在于，鉻層系統(tǒng)(5)由以下組成-電鍍上的由銅、半光亮鎳或其化合物組成的第一涂層(8)，-電鍍鍍上的由鎳組成的微孔的第二涂層(10)，以及-通過物理氣化沉積工藝涂覆上的由鉻組成的涂層(12)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造耐腐蝕裝飾涂層的方法及用于金屬基底的涂層系統(tǒng)，優(yōu)選輕金屬。為了實(shí)現(xiàn)這種制造涂層的方法及提供用于金屬基底的涂層系統(tǒng)，以便可產(chǎn)生裝飾的耐腐蝕的、可高負(fù)荷的表面，推薦在基底上加上如下的層結(jié)構(gòu)粘著層(例如鉻化處理)；漆層；等離子刻蝕過程來進(jìn)行預(yù)處理以及改善續(xù)加涂層的粘合，或者同基的由氧化物或金屬組成的物理氣化沉積涂層；金屬或金屬合金的物理氣化沉積涂層；主要用電鍍方式鍍上的銅、鎳鉻。
文檔編號C25D5/10GK1651607SQ200510007098
公開日2005年8月10日 申請日期2005年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月7日
發(fā)明者R·塞帕勞茨基, W·亨特施, A·克魯格 申請人:F.波爾希名譽(yù)工學(xué)博士公司