[发明专利]具有涂层的制品

说明书

本发明涉及涂覆多层装饰性和保护性涂层的基体，特别是黄铜基体。

目前对各种黄铜制品如灯具、三脚架、烛台、球形门柄、门把手、门铭牌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，如果能够向黄铜制品，固然还包括其它金属制品，提供一种既能赋予高抛光的黄铜外观，又能提供耐磨性和耐蚀性的涂层，那是相当有利的。本发明提供这样一种涂层。

本发明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，本发明涉及一种金属基体(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金属层叠。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。在镍层上设置的是镍-钨-硼合金层。在镍-钨-硼合金层上是由非贵重耐火金属如锆、钛、铪或钽，优选是锆或钛所构成的层。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，如锆化合物、钛化合物、铪化合物或钽化合物，优选是锆化合物或钛化合物如氮化锆或氮化钛的交替层所构成的叠层。由非贵重耐火金属化合物如锆化合物或钛化合物如氮化锆或氮化钛所构成的层设置在该叠层上。在一种实施方案中，由非贵重耐火金属(优选锆或钛)、氧和氮的反应产物所构成的层设置在非贵重耐火金属化合物层上。

镍层和镍-钨-硼合金层一般是通过电镀的方法涂覆的。非贵重耐火金属、耐火金属化合物，以及非贵重耐火金属、氧气和氮气的反应产物所构成的层是通过气相沉积法如离子溅射沉积法涂覆的。

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也可使用。这些镀液还任选地包括许多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，且当将其加入到不含含硫的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类光亮剂是本领域的技术人员所熟知的，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、光亮镍构成的单层，或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。

在如图所示的一种优选实施方案中，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。