一种金属部件及其制备方法技术

为克服现有金属材料的阳极氧化膜存在颜色单调的问题，本发明专利技术提供了一种金属部件，包括金属件以及形成于所述金属件表面的阳极氧化膜，所述阳极氧化膜包括多个显色区，多个所述显色区各自独立地包括多个多孔层和多个致密层，多个所述多孔层和多个所述致密层交替层叠，所述阳极氧化膜中含有染色剂。同时，本发明专利技术还公开了上述金属部件的制备方法。本发明专利技术提供的金属部件能够形成炫彩效果，且其颜色部分由其微观结构形成。其微观结构形成。其微观结构形成。

【技术实现步骤摘要】
一种金属部件及其制备方法


[0001]本专利技术属于金属表面处理
，具体涉及一种金属部件及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着消费水平的提高，消费者对电子产品的要求不仅注重其质量，对其外观表面的质感及触感也越来越关注，具有特殊质感的电子产品在市场上非常具有竞争力。
[0003]部分金属材料经过阳极氧化可以得到陶瓷质感，以铝合金为例，常规的铝合金阳极氧化液主要是以15％
‑
25％的硫酸为主，做出来的氧化膜为无色透明状，当装饰件来使用时，一般还需要进行染色等处理，得到单调的颜色。

技术实现思路

[0004]针对现有金属材料的阳极氧化膜存在颜色单调的问题，本专利技术提供了一种金属部件及其制备方法。
[0005]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
[0006]一方面，本专利技术提供了一种金属部件，包括金属件以及形成于所述金属件表面的阳极氧化膜，所述阳极氧化膜包括多个显色区，多个所述显色区各自独立地包括多个多孔层和多个致密层，多个所述多孔层和多个所述致密层交替层叠，所述阳极氧化膜中含有染色剂。
[0007]可选的，所述阳极氧化膜的表面至少部分为多孔层。
[0008]可选的，所述金属件为铝合金，所述阳极氧化膜为氧化铝。
[0009]可选的，所述多孔层的单层厚度为100～700nm，所述致密层的单层厚度为100～700nm。
[0010]可选的，所述阳极氧化膜的厚度为4
‑
50μm。
[0011]可选的，所述多孔层的孔隙率为5％～15％，所述致密层的孔隙率在1％以下。
[0012]可选的，所述多孔层的孔径为50～500nm，孔间距大于100nm。
[0013]可选的，所述阳极氧化膜的表面形成有封孔层。
[0014]可选的，所述染色剂包括偶氮染料、蒽醌染料和肽菁染料中的一种或多种。
[0015]另一方面，本专利技术提供了如上所述的金属部件的制备方法，包括以下操作步骤：
[0016]将金属件置于氧化液中进行阳极氧化操作，所述氧化液包括有机酸和导电盐，氧化液的pH在1～6之间，电导率在1.5～10ms/cm之间，氧化电压为250～550V，在金属件表面形成阳极氧化膜；
[0017]将形成阳极氧化膜的金属件置于染色剂中，使染色剂侵入阳极氧化膜中。
[0018]可选的，阳极氧化操作中，电流密度0.5～5A/dm2，氧化时间30～60分钟。
[0019]可选的，所述氧化液包括以下重量组分：
[0020]有机酸4～15g/L、导电盐0.1～2g/L。
[0021]可选的，所述有机酸包括苹果酸、丁二酸和草酸中的一种或多种。
[0022]可选的，所述导电盐包括草酸盐和/或乙酸盐。
[0023]可选的，所述氧化液还包括络合剂0.1～1g/L，所述络合剂包括乙二胺四乙酸。
[0024]可选的，在进行阳极氧化操作之前，对金属件依次进行CNC、打磨、抛光操作后，再进行除油、中和、水洗操作。
[0025]可选的，在进行阳极氧化操作之后，对阳极氧化膜进行封孔操作，将带有阳极氧化膜的金属件置于封孔液中，形成封孔层，取出烘干处理。
[0026]可选的，在封孔操作之后，对阳极氧化膜进行抛光处理。
[0027]根据本专利技术提供的金属部件，通过在金属件的表面阳极氧化形成阳极氧化膜，同时控制阳极氧化条件使阳极氧化膜中形成周期排列的致密层
‑
多孔层
‑
致密层
……
多孔层的显色区，其中，多孔层和致密层之间具有较大的密度差异，从而导致多孔层和致密层的折射率不同，形成周期排列的高折射率层和低折射率层，从而使得形成的阳极氧化膜具备光子晶体条件，产生光子禁带，使禁带内的光不能在阳极氧化膜中传播而被反射。因此，多孔层和致密层交替形成的光子晶体能够在金属表面形成可视的结构色，由于是结构显色，从不同角度观看产品呈现由灰白色到其他颜色的变化，例如灰白色到蓝紫色的变化，或者灰白色到黄绿色的变化，结合染色剂就可以得到丰富的颜色变化，优于普通的染色效果。
附图说明
[0028]图1是本专利技术提供的金属部件的截面示意图；
[0029]图2是本专利技术提供的金属部件其阳极氧化膜染色前的表面形貌电镜照片；
[0030]图3是本专利技术提供的金属部件其阳极氧化膜染色前的截面电镜照片；
[0031]图4是本专利技术提供的金属部件的结构显色原理图；
[0032]图5是本专利技术实施例1提供的金属部件其阳极氧化膜染色前的截面电镜照片；
[0033]图6是本专利技术实施例2提供的金属部件其阳极氧化膜染色前的截面电镜照片；
[0034]图7是本专利技术实施例3提供的金属部件其阳极氧化膜染色前的截面电镜照片；
[0035]图8是本专利技术实施例4提供的金属部件其阳极氧化膜染色前的截面电镜照片；
[0036]图9是本专利技术实施例5提供的金属部件其阳极氧化膜染色前的截面电镜照片；
[0037]图10是本专利技术对比例1提供的金属部件其阳极氧化膜染色前的截面电镜照片；
[0038]图11是本专利技术对比例2提供的金属部件其阳极氧化膜染色前的截面电镜照片；
[0039]图12是本专利技术对比例3提供的金属部件其阳极氧化膜染色前的截面电镜照片；
[0040]图13是本专利技术对比例4提供的金属部件其阳极氧化膜染色前的截面电镜照片。
[0041]说明书附图中的附图标记如下：
[0042]1、金属件；A、显色区A；B、显色区B；2、致密层；3、多孔层。
具体实施方式
[0043]为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0044]参见图1～图3所示，本专利技术提供了一种金属部件，包括金属件1以及形成于所述金属件1表面的阳极氧化膜，所述阳极氧化膜包括多个显色区，多个所述显色区各自独立地包
括多个多孔层3和多个致密层2，多个所述多孔层3和多个所述致密层2交替层叠，所述阳极氧化膜中含有染色剂。
[0045]在阳极氧化膜中形成周期排列的致密层2
‑
多孔层3
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致密层2
……
多孔层3的显色区，其中，多孔层3和致密层2之间具有较大的密度差异，从而导致多孔层3和致密层2的折射率不同，形成周期排列高折射率层和低折射率层，从而使得形成的阳极氧化膜具备光子晶体条件，产生光子禁带，使禁带内的光不能在阳极氧化膜中传播而被反射。因此，多孔层3和致密层2交替形成的光子晶体能够在金属表面形成可视的结构色，由于是结构显色，从不同角度观看产品呈现由灰白色到其他颜色的变化，例如灰白色到蓝紫色的变化，或者灰白色到黄绿色的变化，结合染色剂就可以得到丰富的颜色变化，优于普通的染色效果。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属部件，其特征在于，包括金属件以及形成于所述金属件表面的阳极氧化膜，所述阳极氧化膜包括多个显色区，多个所述显色区各自独立地包括多个多孔层和多个致密层，多个所述多孔层和多个所述致密层交替层叠，所述阳极氧化膜中含有染色剂。2.根据权利要求1所述的金属部件，其特征在于，所述阳极氧化膜的表面至少部分为多孔层。3.根据权利要求1所述的金属部件，其特征在于，所述金属件为铝合金，所述阳极氧化膜为氧化铝。4.根据权利要求1所述的金属部件，其特征在于，所述多孔层的单层厚度为100～700nm，所述致密层的单层厚度为100～700nm。5.根据权利要求1所述的金属部件，其特征在于，所述阳极氧化膜的厚度为4
‑
50μm。6.根据权利要求1所述的金属部件，其特征在于，所述多孔层的孔隙率为5％～15％，所述致密层的孔隙率在1％以下。7.根据权利要求1所述的金属部件，其特征在于，所述多孔层的孔径为50～500nm，孔间距大于100nm。8.根据权利要求1所述的金属部件，其特征在于，所述阳极氧化膜的表面形成有封孔层。9.根据权利要求1所述的金属部件，其特征在于，所述染色剂包括偶氮染料、蒽醌染料和肽菁染料中的一种或多种。10.如权利要求1～9任意一项所述的金属部件的制备方法，其特征在于，包括以下操作步骤：将金属件置于氧化液中进行阳极氧化操作，所述氧化液包括有机酸和导电盐，氧化液的PH在1～6...

【专利技术属性】
技术研发人员：石峰云，王磊，武恩涵，周莹，高飞龙，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：