表面上具有涂层的制品制造技术

本发明专利技术涉及一种镀覆有多层涂层的制品，这些涂层包括沉积在制品表面上的镍层，沉积在镍层上的钯层、沉积在钯层上的钯－镍合金层、沉积在钯－镍合金层上的非贵重耐火金属如锆层、沉积在非贵重耐火金属层上的由非贵重耐火金属化合物如氮化锆和耐火金属如锆的交替层所构成的叠层、沉积在叠层上的非贵重耐火金属化合物如氮化锆层、以及沉积在非贵重耐火金属化合物层上的由非贵重耐火金属氧化物组成的层或由非贵重耐火金属如锆、氧和氮的反应产物所构成的层。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于制品，特别是黄铜制品的多层保护性涂层。目前对各种黄铜制品如灯具、三脚架、烛台、门把手和手柄等等的通常处理方法是先将制品表面抛光和细磨到高光泽度，然后再向此已抛光表面涂布一保护性有机涂层，如由丙烯酸、尿烷、环氧树脂等等构成的涂层。虽然这种体系通常令人满意，但是它具有这种缺陷，即抛光和细磨操作，尤其是当制品具有复杂形状的情况下，需花费相当大的劳动。并且，这些公知的有机涂层并不总是如人们希望的那样耐久，特别是在户外应用情况下这些制品是暴露在自然环境和紫外线辐射之中。因此，如果黄铜制品，固然还包括其它金属制品，能够被提供一种既能赋予制品高抛光的黄铜外观，又能提供耐磨性和耐蚀性的涂层，那是相当有利的。本专利技术提供这样一种涂层。本专利技术涉及一种在其表面上设置或沉积多层涂层的金属基体。更具体地，本专利技术涉及一种金属基体(尤其是黄铜基体)，在其表面上沉积有由某些特定类型的金属或金属化合物构成的多层叠加金属层。此涂层具有装饰性，且又能提供耐蚀性和耐磨性。此涂层提供高度抛光的黄铜外观，也就是说，具有黄铜色调。因此，其上带有此种涂层的制品表面类似于高抛光黄铜表面。直接沉积在基体表面上的第一层由镍构成。第一层可以是单一的，或者可以由两种不同的镍层组成如由直接沉积在基体表面上的半光亮镍层和叠加在半光亮镍层上的光亮镍层构成。在镍层上设置的是钯层。该钯层比镍层薄。在钯层上是由钯合金，优选是钯/镍合金构成的薄层。在钯合金层上是由非贵重耐火金属如锆、钛、铪或钽，优选是锆和钛所构成的层。在耐火金属层上是由许多非贵重耐火金属，优选为锆或钛，和非贵重耐火金属化合物，优选是锆化合物或钛化合物的交替层所构成的叠层。由锆化合物、钛化合物、铪化合物或钽化合物，优选钛化合物或锆化合物如氮化锆所构成的层设置在该叠层上。由非贵重耐火金属(优选锆或钛)、含氧气体和氮气的反应产物所构成的顶层设置在耐火金属化合物层上。镍、钯和钯合金层是通过电镀的方法涂覆的。非贵重耐火金属如锆、耐火金属化合物如锆化合物，以及非贵重耐火金属、含氧气体和氮气的反应产物所构成的层通过气相沉积方法如离子溅射沉积法涂覆。附图说明图1是在其表面上沉积有多层涂层的部分基体横截面示意图。基体12可以是任何可镀覆金属或金属合金基体如铜、钢、黄铜、钨、镍合金和类似金属。在优选实施方案中基体是黄铜。镍层13采用常规的和熟知的电镀方法沉积在基体12的表面上。这些方法包括使用常规电镀液如瓦特液(Watts bath)作为电镀液。这类镀液通常含有溶于水中的硫酸镍、氯化镍和硼酸。所有氯化物、氨基磺酸盐和氟硼酸盐镀液都可使用。这些镀液还任选地包括一些公知并常用的化合物如整平剂、光亮剂等。为得到特别光亮的镍层要将至少一种选自Ⅰ类和至少一种选自Ⅱ类的光亮剂加入到镀液中。Ⅰ类光亮剂是含硫的有机化合物。Ⅱ类光亮剂是不含硫的有机化合物。Ⅱ类光亮剂还可起整平作用，且将其当加入到不含含硫的Ⅰ类光亮剂的镀液中时会得到半光亮镍沉积层。这些Ⅰ类光亮剂包括烷基萘和苯磺酸、苯和萘的二磺酸和三磺酸、苯和萘的磺酰胺、以及磺酰胺类如糖精、乙烯基磺酰胺和烯丙基磺酰胺和磺酸。Ⅱ类光亮剂通常是不饱和的有机物质如炔属醇或烯属醇、乙氧基化炔属醇和丙氧基化炔属醇、香豆素和醛类。这些Ⅰ类和Ⅱ类光亮剂是本领域内技术人员所熟知的，且很容易商购到。它们特别记载于美国专利US4,421,611中，该专利在此结合作为参考。此镍层可以是由诸如半光亮镍或光亮镍构成的单层，还可以是由一层半光亮镍和一层光亮镍层所构成的复合层。此镍层厚度通常在约百万分之100(0.000100)英寸范围内，优选约百万分之150(0.000150)英寸至约百万分之3,500(0.0035)英寸范围内。正如本领域技术人员所熟知的那样，在该镍层沉积于基体上之前，基体须放置在常规和公知酸液中进行所称的活化作用。在如图所示的优选实施方案中，镍层13实际上由两种不同的镍层14和16组成。层14由半光亮镍组成，而层16由光亮镍组成。这种复合镍沉积层为下面的基体提供了良好的腐蚀防护。半光亮、无硫层14是采用常规电镀方法直接沉积在基体12的表面上。然后将含有半光亮镍层14的基体12放置在光亮镍镀液中，则光亮镍层16沉积在半光亮镍层14上。半光亮镍层和光亮镍层的厚度是能够有效的提供良好的腐蚀保护作用的厚度。通常，半光亮镍层的厚度至少是约百万分之50(0.00005)英寸，优选是至少约百万分之100(0.000100)英寸，更优选至少约百万分之150(0.00015)英寸。厚度的上限通常并无严格限制，且一般由次要因素如成本所控制。然而，厚度一般不应当超过约百万分之1,500(0.0015)英寸，优选约百万分之1,000(0.001)英寸，更优选约百万分之750(0.00075)英寸。光亮镍层16的厚度通常为至少约百万分之50(0.00005)英寸，优选为至少约百万分之125(0.000125)英寸，更优选至少约百万分之250(0.000250)英寸。对光亮镍层厚度的上限范围并无严格要求，通常由诸如成本类的条件所控制。然而，厚度一般不应该超过约百万分之2,500(0.0025)英寸，优选约百万分之2000(0.002)英寸，更优选约百万分之1500(0.0015)英寸。光亮镍层16也起到整平层的作用，它趋于覆盖或填充基体中的缺陷。设置在光亮镍层16上的是一层相当薄的钯层。此钯预镀层18可通过常规和公知的钯电镀技术沉积在层16上。因此，如阳极可以是惰性镀铂钛阳极，而阴极是具有镍层14和16的基体12。钯以钯盐或络合离子形式存在于镀液中。某些络合剂包括诸如记载于US4,486,274中的多胺，这份文献在此结合作为参考。某些其它钯络合剂如在一些电镀方法中用作钯源的钯四胺络合物，记载于美国专利US4,622,110、US4,552,628和US4,628,165中，这些专利在此结合作为参考。某些钯电镀方法记载于美国专利US4,487,665、4,491,507和4,545,869中，这些专利在此结合人本文。钯预镀层18尤其起到打底层作用以改善钯合金(优选为钯/镍合金层20)与镍层(如图所示实施例中的光亮镍层16)之间的结合力。此钯预镀层18的厚度应至少能够有效地提高钯合金层20与镍层间的结合力。钯预镀层通常的厚度至少为约百万分之0.25(0.00000025)英寸，优选至少约百万分之0.5(0.0000005)英寸，更优选至少为约百万分之一(0.000001)英寸。一般说来，其厚度的上限范围并无严格要求，而是由次要因素如成本所确定。然而，钯预镀层的厚度通常不应当超过约百万分之50(0.00005)英寸，优选为百万分之15(0.000015)英寸，更优选为百万分之10(0.000010)英寸。钯合金层，优选为钯/镍合金层20尤其起到降低含耐火金属如锆、钛、铪或钽的层22和24与镍层之间的电偶的作用。钯/镍合金层20中的钯与镍的重量比为约50∶50～约95∶5，优选约60∶40～约90∶10，更优选约70∶30～约85∶15。该钯/镍合金层可采用公知的和常规的涂层沉积方法(包括电镀方法)沉积在钯预镀层18上。电镀钯方法对于本领域技术人员而言是熟知的。它们通常包括使用钯盐或钯配合物如氯化亚钯胺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有基体的制品，在其至少一部分表面上设置有多层涂层，包括：由半光亮镍构成的层；由光亮镍构成的层；由钯构成的层；由钯－镍合金构成的层；由锆或钛构成的层；由多组由锆或钛层和锆化合物或钛化合物层组成的交替层所构成的叠层；以及由锆或钛的化合物构成的层。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RW苏格，RP威尔特，SR穆森三世，
申请(专利权)人：马斯科公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]