必威·「BetWay」官方网站金属的表面处理方法一般而言，铝和镁等金属因其延展性和柔韧性好，比重小，导热和导电性大，空气中的耐腐蚀性号，从而加工成板材、薄材、棒材、线材、管材、型材等各种形式加以利用。尤其是，最近用于电子产品的外壳等，而且，用于形成高品位且美丽的外观。但是，纯的铝和镁等金属因其强度低，从而需添加各种元素增加强度。另外，在作为铝合金的一种的Al-Si合金的情况下，为了满足金属溶液的流动性及强度而添加硅。但是，若对Al-Si合金进行表面处理，则形成由硅类金属间化合物构成的氧化膜并在表面产生流痕(flow-mark)，从而在表面处理方面存在一些问题。图18为用现有技术的方法进行表面处理的Al-Si合金的表面照片。可以看出，在用虚线表示的部分产生流痕。为了解决这些问题，利用或等离子电解氧化工艺等各种表面处理方法的尝试，但因形成于基质的硅的反应性低，因此，未能解决问题。另外，在Al-Si合金之外的情况下，需开发出对表面处理较难的金属及合金的表面处理方法。

　　本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种耐腐蚀性好，且对黑色系列的着色效果佳的金属的表面处理方法。为了达到上述目的，本发明的金属的表面处理方法，包括如下步骤准备包含钒盐和络合剂的电解液；在上述电解液中浸渍金属；及以上述金属为阳极通过电化学方法进行表面处理。下面，对本发明的金属的表面处理方法进行详细说明。首先，准备需进行表面处理的金属和包含钒盐和络合剂的电解液。在本发明中，作为表面处理对象的代表性的金属有铝或铝合金，尤其是Al-Si合金，而对象金属的较佳示例还有镁或镁合金。铝合金中的Al-Si合金因可通过压铸制作而成，从而其利用率高必威·「BetWay」官方网站，但也是难以进行表面处理的代表性的金属，但可通过本发明的表面处理方法进行表面处理。在根据本发明通过电化学方法对金属进行表面处理以在其表面形成皮膜的电解液中，包含钒盐和络合剂。在本发明的金属的表面处理过程中，若使用单纯添加钒盐的电解液，则不能在整个金属表面形成钒氧化物，从而难于获得预期效果。但是，若利用与钒盐一同添加络合剂的电解液根据本发明对对象金属进行表面处理，则可通过减少还原电流促进钒氧化物的形成。因此，可在形成于对象金属表面的整个氧化膜上，均勻形成钒氧化物。因形成于对象金属表面的氧化膜内的钒氧化物的相呈黑色，因此，表现出像在金属表面着黑色系列的效果， 而且，提高耐腐蚀性等物性。在本发明中，包含于电解液的钒盐可使用偏钒酸钠、四氯化钒、三氯氧化钒、钒酸铵等，只要是可使钒以离子状态存在于电解液内的物质即可。较佳地，包含于上述电解液的钒盐的浓度为0. 025 0. 171M。在本发明中，包含于电解液的络合剂通过减少钒的还原电流，使钒氧化物形成于整个对象金属表面，而且，使黑色变得更明显，降低表面照度，从而形成光滑的表面。上述络合剂可使用柠檬酸、酒石酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、氨基乙酸等，而较佳地， 使用EDTA。较佳地，添加于上述电解液的络合剂的浓度为0. 003 0. 07M。在本发明中，上述电解液中包含磷酸盐，以提供电环学表面处理所需的各种离子， 而磷酸盐在电解液中帮助钒离子氧化至对象金属表面。上述磷酸盐可使用焦磷酸钠、六偏磷酸盐、第二磷酸盐、第三磷酸盐等，而较佳地， 使用六偏磷酸盐。较佳地，包含于上述电解液的磷酸盐的浓度为0. 005 0. 05M。这些电解液的浓度非常重要。若电解液内的磷酸盐和钒盐的浓度低于上述磷酸盐和钒盐的最小浓度，则不能顺利进行表面处理，而若高于最小浓度，则氧化膜的形成将变得不均勻。在本发明中，电解液以酸性溶液作为基础溶液，可将磷酸、硫酸及硝酸等无机酸和醋酸、柠檬酸(citric acid)等有机酸与蒸馏水混合使用。在本发明中，在上述电解液中，还可包括氢氧化物、硅酸盐、氟化盐等。可向上述电解液添加氢氧化物，以制备成pH条件为7. 0以上的碱性电解液。在本发明的一实施方式中，上述氢氧化物可使用氢氧化钾、氢氧化钠等，而较佳地，氢氧化物的浓度为0. 01 0. 53M。上述硅酸盐可使用硅酸钾、硅酸钠等，而较佳地，包含于电解液的硅酸盐的浓度为 0. 008 0. 3M。若添加于电解液的硅酸盐超过0. 3M，则因生成硅氧化物而阻碍表现黑色。上述氟化盐可使用氟化钾、氟化钠、氟化铵等，而较佳地，包含于电解液的氟化盐的浓度为0. 017 0. 344M。在本发明的一实施方式中，若以铝或铝合金作为对象金属进行本发明的金属的表面处理过程，则在用于金属的表面处理的电解液中，添加钒盐、磷酸盐及络合剂，而可根据需要还添加氢氧化物、氟化盐、硅酸盐等。若以铝或铝合金作为对象金属进行表面处理，则上述电解液的pH值为6 14。在本发明的一实施方式中，若以镁或镁合金作为对象金属进行本发明的金属的表面处理过程，则在用于金属的表面处理的电解液中，添加钒盐、磷酸盐、氢氧化物、氟化盐及络合剂，而可根据需要还添加硅酸盐等。若以镁或镁合金作为对象金属进行表面处理，则因在电解液的pH值低于7.0时发生腐蚀反应，因此，电解液的PH值需维持在7. 0以上，而且，需同时确保一定的导电率。另外，为了在镁合金表面实现黑色，需在电解液的PH值高于7. 0的溶液条件下，确保具有充分的活性，且不能发生沉淀等问题。而更加地，电解液的PH值为12 14，而在上述范围中，色彩表现下过最好。上述利用铝或铝合金及镁或镁合金进行表面处理的过程中，包含于电解液的钒盐、磷酸盐、氢氧化物、氟化盐、硅酸盐、络合剂的具体种类及浓度，与上述内容相同。接着，在准备好的电解液中浸渍对象金属之后，以被浸渍的金属为阳极导通电流， 从而进行电化学表面处理必威·「BetWay」官方网站。若以被浸渍于电解液的金属为阳极，并以不锈钢为阴极导通交流或脉冲波形的电流，则在金属表面发生电化学反应。在不锈钢阴极表面产生氢气，而在作为阳极的金属的表面，在产生氧气的同时，发生金属的氧化反应。在进行电化学表面处理过程中，若通过提高施加的电压施加超过可在阳极氧化膜上通电的电介质击穿电压(Dielectric Breakdown Voltage, 150 500V)以上的高电压，则因氧化膜内部所产生的气体所导致的强电场的影响，将形成局部电弧(火花或等离子)。此时，将产生氧化膜因电弧的高温瞬间熔化，但因周边电解液的温度又立即凝固的现象。通过重复上述现象形成由复合氧化物构成的皮膜层的工艺成为等离子电解氧化工艺，而在本发明中，可在电化学表面处理过程中利用上述等离子电解氧化工艺。本发明的等离子电解氧化工艺，通过施加2 200mA/cm2的电流密度的电流实现。 若电流密度小于上述范围，则无法达到充分的电解氧化，而若高于上述范围，则因过度的电流降低表面特性(例如，发生点蚀(pit corrosion)).这将阻碍本发明表现黑色的目的。另外，较佳地，等离子电价氧化的工艺时间为100 9000秒，若比上述时间短，则难以完成等离子电解氧化，从而难以在对象金属的表面形成黑色皮膜层。与此相反，若比上述时间长，则因过度的电流降低表面特性，如发生点蚀等。这将阻碍本发明欲提高黑色着色性的目的。在本发明中，较佳地，通过对对象金属的表面处理所形成的皮膜层，不仅具有优秀的着色性，而且，同时具备优秀的耐腐蚀性。为此，在本发明中使用作为水溶性金属盐的钒盐，以在通过对对象金属的表面处理进行着色(黑色)的同时，形成具备耐腐蚀性的皮膜层。另外，本发明提供根据本发明进行表面处理以在对象金属表面形成包含钒氧化物的皮膜的金属。上述对象金属可使用铝、铝合金、镁或镁合金。若根据本发明对上述对象金属进行表面处理，则在对象金属表面形成包含金属氧化物及钒氧化物的皮膜，从而在表现出黑色着色效果的同时，具备优秀的耐腐蚀性。本发明通过利用在氧化膜中包含钒氧化物的表面处理方法，提高金属的耐腐蚀性，并获得黑色系列的优秀的着色效果。

　　图1为本发明实施例1的Al-Si合金的剖面电子显微镜照片；图2为本发明实施例1的Al-Si合金的表面电子显微镜照片；图3为本发明实施例1的Al-Si合金表面氧化膜的EDS分析结果示意图；图4为Al-Si合金试片的表面光学显微镜照片；图5和图6为对本发明实施例1的Al-Si合金表面氧化膜的相分析结果示意图7为本发明实施例2的镁合金的剖面电子显微镜照片；图8为本发明实施例2的镁合金的表面电子显微镜照片；图9为本发明实施例2的镁合金表面氧化膜的EDS分析结果示意图；图10至图12为对本发明实施例2的镁合金表面氧化膜的相分析结果示意图；图13为对本发明的实施例2及比较例1的镁合金表面氧化膜进行纳米压痕实验的结果示意图；图14为表示本发明的实施例2及比较例1的镁合金表面颜色的变化示意图；图15为测量本发明实施例2的镁合金表面照度的结果示意图；图16为在本发明的一实施例中在电解液内未添加络合剂的状态下通过AFM分析测量镁合金的表面照度的结果曲线为在本发明的一实施例中在电解液内添加络合剂的状态下通过AFM分析测量镁合金的表面照度的结果曲线为用现有技术的方法进行表面处理的Al-Si合金的表面照片。

　　具体实施例方式下面，通过较佳实施例对本发明进行说明。但是，下述实施例等只是对本发明的示例而非限制本发明。实施例1试片的准备将压铸而成的Al-Si合金(ADC12种硅12重量％)试片制作成宽15mm、高20mm、 厚Imm的板材，并利用SiC砂纸(#1000)均勻研磨之后，利用酒精洗净之后进行干燥。图4为表示准备好的试片的表面光的学显微镜照片。如图所示，压铸而成的Al-Si 合金以α -Al相和硅化合物相存在。电解质的准备在4L的蒸馏水中溶解钒酸铵(NH4VO3) 0. 025Μ、六偏磷酸盐0. 005Μ及作为络合剂的EDTAO. 003Μ制备电解液。实施等离子电解氧化工艺向具有20kW的输出电压、搅拌装置及冷却装置的装置填充准备好的电解液并使试片位于阳极，并使不锈钢位于阴极。在维持20°C的电解液的温度的状态下，在lOOmA/cm2的电流密度，使用交流电源实施900秒钟的等离子电解氧化工艺。图1和图2为实施例1的Al-Si合金的剖面和表面电子显微镜照片。如图1的剖面照片所示，在构成压铸而成的Al-Si合金的α-Al相和硅化合物相上，整体均勻地形成一种的氧化膜。如图2的表面照片，在整个Al-Si合金上致密形成氧化膜。图3为实施例1的Al-Si合金表面氧化膜的EDS分析结果，而氧化膜由铝、氧、钒、 磷等成分构成。图5和图6为对实施例1的Al-Si合金表面氧化膜的相分析结果示意图。在图5 中，可确认氧化膜中存在Al2O3相，而在图6中，可确认氧化膜中存在V2O相。氧化膜的大部分以Al2O3相存在，而估计因V2O3相的存在完成黑色系列的着色。

　　表1为通过AFM分析对在未添加实施例1的Al-Si合金及络合剂的电解液条件下进行皮膜处理的样品进行实验的结果。在电解液中添加络合剂的条件下进行皮膜处理的样品的表面照度数值较低，而较之在未添加络合剂的电解液条件下进行皮膜处理的样品，其表面相当光滑。表1

　　1.一种经表面处理的金属，其特征在于，包括金属母材；及皮膜，形成于上述金属母材上并包含钒氧化物。

　　2.根据权利要求1所述的经表面处理的金属，其特征在于上述金属母材为包含铝或铝合金的母材，而在上述皮膜中还包括铝氧化物。

　　3.根据权利要求1所述的经表面处理的金属，其特征在于上述金属母材为包含镁或镁合金的母材，而在上述皮膜中还包括镁氧化物。

　　5.一种金属的表面处理方法，其特征在于，包括如下步骤准备包含钒盐和络合剂的电解液；在上述电解液中浸渍金属；及以上述金属为阳极通过电化学方法进行表面处理。

　　6.根据权利要求5所述的金属的表面处理方法，其特征在于钒盐从偏钒酸钠必威·「BetWay」官方网站、四氯化钒、三氯氧化钒、钒酸铵中选择的。

　　7.根据权利要求5所述的金属的表面处理方法，其特征在于在上述电解液中，钒盐的浓度为0. 025 0. 171M。

　　8.根据权利要求5所述的金属的表面处理方法，其特征在于上述络合剂是从柠檬酸、 酒石酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、氨基乙酸中选择的。

　　9.根据权利要求5所述的金属的表面处理方法，其特征在于在上述电解液中，络合剂的浓度为0. 003 0. 07M。

　　10.根据权利要求5所述的金属的表面处理方法，其特征在于上述金属使用铝或铝合金，而在上述电解液中还包括磷酸盐。

　　12.根据权利要求10所述的金属的表面处理方法，其特征在于上述电解液中还包括从氢氧化物、氟化盐及硅酸盐中选择一种以上。

　　14.根据权利要求5所述的金属的表面处理方法，其特征在于上述金属使用镁或镁合金，而在上述电解液中还包括磷酸盐、氢氧化物及氟化盐。

　　16.根据权利要求14所述的金属的表面处理方法，其特征在于上述电解液的pH值为 12 14。

　　17.根据权利要求10或14所述的金属的表面处理方法，其特征在于上述磷酸盐是从焦磷酸钠、六偏磷酸盐、第二磷酸盐、第三磷酸盐中选择的，而在电解液中的磷酸盐的浓度为 0. 005 0. 05M。

　　18.根据权利要求12或14所述的金属的表面处理方法，其特征在于上述氢氧化物为氢氧化钾或氢氧化钠，而在电解液中的氢氧化物的浓度为0. 01 0. 53M。

　　19.根据权利要求12或15所述的金属的表面处理方法，其特征在于上述硅酸盐为硅酸钾或硅酸钠，而在电解液中的硅酸盐的浓度为0. 008 0. 3M。

　　20.根据权利要求12或15所述的金属的表面处理方法，其特征在于上述氟化盐为氟化钾、氟化钠或氟化铵，而在电解液中的氟化盐的浓度为0. 017 0. 344M。

　　21.根据权利要求5所述的金属的表面处理方法，其特征在于上述电化学表面处理方法为等离子电解氧化。

　　22.根据权利要求21所述的金属的表面处理方法，其特征在于上述等离子电解氧化通过施加150 500V的电压完成。

　　23.根据权利要求21所述的金属的表面处理方法，其特征在于以表面处理对象金属为阳极，不锈钢为阴极完成上述等离子电解氧化。

　　24.根据权利要求21所述的金属的表面处理方法，其特征在于上述等离子电解氧化进行100 9000秒钟。

　　本发明涉及金属的表面处理方法，尤其涉及利用电化学方法进行金属的表面处理的方法。本发明的金属的表面处理方法，包括如下步骤准备包含钒盐和络合剂的电解液；在上述电解液中浸渍金属；及以上述金属为阳极通过电化学方法进行表面处理。本发明通过利用在氧化膜中包含钒氧化物的表面处理方法，提高金属的耐腐蚀性，并获得黑色系列的优秀的着色效果。

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