[发明专利]一种镁材着色方法

说明书

技术领域

本发明属于金属表面处理技术领域，具体涉及一种镁材着色方法。

 

背景技术

镁合金被誉为“21世纪最具发展潜力和前途的绿色工程材料”，在机械制造、汽车制造、航空航天、电子、军事、通讯、光学仪器、计算机等领域有着广泛的应用。随着社会的发展，人们对材料的装饰性提出了更高的要求，在众多的应用领域需要镁材具有一定的色泽，如对于镁合金材料制成的笔记本电脑、手机等电子产品的外壳，鲜艳的色泽会倍受人们的青睐；而用于军用飞机或其它国防产品的镁合金材料，则要求材料的色泽较暗且不反光。因此，采用适当的表面处理赋予镁材一定的色泽，即制备彩色镁材对于促进和拓展镁合金的应用具有重要意义。

现有彩色镁材的制备方法即镁材的着色方法主要为阳极氧化后再电解着色（如专利号为ZL 200410067814.3的中国发明专利“镁合金表面绿色氧化膜层两步着色方法”）或阳极氧化后再化学染色（如专利号为ZL 02142663.5的中国发明专利“镁材的着色方法以及利用该方法着色的镁材制壳体”）。利用这些方法可以赋予镁材一定颜色，但存在色泽单一、装饰性能不强，且处理工序复杂、无法处理形状复杂的工件、成本高、周期长等缺点，在应用方面受到诸多限制。本申请人采用化学转化处理方式在镁材表面制备银色、灰色、金黄色、紫色、棕色、褐色等不同色泽的转化膜从而赋予镁材较好的装饰性能（专利号为ZL 200710078179.2的中国发明专利“一种镁合金工件表面处理方法”），但该方法处理过程涉及较多化学试剂的使用。因此，开发更为简便的绿色环保型镁材着色方法非常必要和迫切。

  

发明内容

针对上述现有镁材着色技术存在的不足，本发明的目的是提供一种不使用化学试剂、工序简单、绿色环保的彩色镁材制备方法。

本发明的目的是这样实现的： 将清洁的镁材悬空于装有超纯水的反应釜中，将反应釜密封后于100-150℃的烘箱中保温1-15小时，然后冷却到室温，取出镁材、吹干，即得彩色镁材。

所述超纯水满足中国实验用水国家标准（GB/T6682-2008）一级纯水标准，加水体积为反应釜内腔容积的三分之一。

所述反应釜内衬由聚四氟乙烯材料制成。

所述镁材包括镁板、镁棒、镁管各种形状镁及镁合金材料。

相对于现有技术，本发明具有下述优点：

1、本发明巧妙地利用镁材在高温高压水蒸汽中生成的表面膜主要由镁及其合金元素的（氢）氧化物组成，这些物质特定的折射率使得一定厚度的表面膜呈现出特定的颜色；利用不同厚度的表面膜由于光的干涉作用会产生不同颜色的特点，通过改变反应时间及温度调控镁材表面膜厚度从而赋予镁材洋红、浅紫、黄绿、浅绿、青蓝、黄橙、金黄、浅黄、暖褐、冷褐、银白、银灰等各种颜色。

2、本发明方法使用纯度高、含杂质少的一级纯水以及内衬为化学性质稳定、耐高温高压的聚四氟乙烯材料的反应釜，保证了釜内高温高压水蒸汽的纯度，从而确保了镁材色泽的纯净、均匀。

3、本发明方法不含任何化学试剂，具有生产成本低、绿色环保、工艺简单、操作方便、易于大规模工业化生产等特点。

4、通过本发明方法可为镁板、镁棒、镁管等各种形状镁及镁合金材料进行着色，且色彩鲜艳、多样、耐久，采用本发明方法处理的镁材具有很高的装饰性、可望在多个领域获得广泛应用。

 

具体实施方式

实施例及对应处理方式和镁材颜色见下表。

从上述实施例可以看出，利用本发明方法可为镁板、镁棒、镁管等各种形状镁及镁合金材料进行着色，且色彩鲜艳、多样；相对于纯镁，其他镁合金材料因为有微量合金元素的存在、使得镁材表面膜的折射率存在少许差别，因此镁材色泽也会有所不同。

上述实施例样品于干燥空气中进行耐候性试验1年以上颜色基本无变化，表明其颜色稳定、耐久。由此可见，采用本发明方法处理的镁材具有很高的装饰性、可望在多个领域获得广泛应用。且本发明方法不含任何化学试剂，具有生产成本低、绿色环保、工艺简单、操作方便、易于大规模工业化生产等特点，有重要推广价值。

另外，申请人研究发现，利用本发明方法还可以实现钛及钛合金、锆及锆合金、铜及铜合金等多种金属材料的着色。参照本发明实施例的工艺条件，针对不同材料（镁材、镁合金、钛合金、锆及锆合金、铜及铜合金等多种金属材料）可以制定不同色彩标本的工艺条件，对各种金属材料进行着色。因此，其他依据本发明技术方案进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。