[发明专利]钛基复合材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面处理方法，尤其指在钛或者钛合金上形成保护层的表面处理方法。

背景技术

由于钛及其合金质强度高、热膨胀系数小及耐腐蚀性等优点，故其在电子工业、机械制造及轻工业等方面有着广泛的应用。然，由于钛及其合金的表面容易残留指纹等痕迹，影响外观效果，故需要在钛及其合金表面涂布保护层以抗指纹。

发明内容

鉴于此，有必要提供一种抗指纹性较佳的钛基复合材料及其制造方法。

一种钛基复合材料的制造方法，包括以下步骤：提供一钛基板，在该钛基板上形成一铝金属层；将该铝金属层阳极氧化成氧化铝层，该氧化铝层具有若干微孔；继续阳极氧化，使得钛基板与氧化铝层之间形成氧化钛层；封闭该氧化铝层的微孔。

一种钛基复合材料，包括一钛基板，该钛基板上覆盖有一层氧化钛层，该氧化钛层上覆盖有一层氧化铝层。

与现有技术相比，本发明的钛基复合材料的钛基板上覆盖有氧化铝层，该氧化铝层为致密层，其表面不易留存杂质，具有较好的抗指纹性。

附图说明

图1为本发明钛基复合材料制造方法的一较佳实施例的流程图。

图2为本发明钛基复合材料制造方法的一较佳实施例中形成铝金属层后的剖面示意图。

图3为本发明钛基复合材料制造方法的一较佳实施例中形成氧化铝层后的剖面示意图。

图4为本发明钛基复合材料制造方法的一较佳实施例中形成氧化钛层后的剖面示意图。

图5为本发明钛基复合材料制造方法的一较佳实施例中封闭氧化铝层的微孔后的剖面示意图。

具体实施方式

下面参照附图，详细说明本发明的钛基复合材料及制造方法。

如图5所示，钛基复合材料包括钛基板1、氧化钛层5及氧化铝层3。钛基板1为钛金属或钛合金，氧化钛层5覆盖于钛基板1上，氧化铝层3位于氧化钛层5之上。优选地，氧化铝层3无色透明。

如图1所示，本发明的钛基复合材料的制造方法包括以下步骤：

首先，如图2所示，提供一钛基板1，钛基板1为钛金属或钛合金，在该钛基板1上形成一铝金属层2，形成铝金属层2的方法可为蒸镀或溅镀中一种。在形成铝金属层2之前，可将钛基板1进行表面预处理，表面预处理方法包括脱脂、碱蚀洗、中和及水洗等。通过表面预处理清除钛基板1表面的污垢及缺陷，使钛基板1露出纯净的钛或钛合金基体，以利于铝金属层2的形成。

其次，如图3所示，将该铝金属层2阳极氧化成致密且多孔的氧化铝层3，该氧化铝层3上遍布具有若干微孔4。阳极氧化方法是以钛基板1为阳极，铂片(图中未示出)为阴极，并将钛基板1及铂片浸入到电解液中，在室温下加直流电或交流电从而完成阳极氧化过程，电解液可为硫酸、磷酸、铬酸或者有机酸等。阳极氧化参数不同，则氧化铝层3的颜色不同。优选地，采用直流电硫酸阳极氧化法生成无色透明的氧化铝层3，即电解液为硫酸，电解液浓度为10％-20％，电流密度为1-2A/dm²，直流电压为10-20V，电解温度为20-30摄氏度，电解时间为10-30分钟，生成无色透明的氧化铝层3，氧化铝层3的厚度为5-30微米。

接着，继续阳极氧化，使得钛基板1与氧化铝层3之间形成氧化钛层5。铝金属层2在阳极氧化过程中可完全耗尽转换为氧化铝层3，进而电解液可通过氧化铝层3的微孔4接触到钛基板1，并进一步对钛基板1阳极氧化处理，在钛基板1与氧化铝层3之间形成氧化钛层5，如图4所示。通过控制阳极氧化电压的大小，可得到不同厚度的氧化钛层5，不同厚度的氧化钛层5在光的干涉作用下，可呈现出红色、蓝色、紫色或绿色等不同颜色，提高钛基板1的美感。例如，当电解电压为5V直流电时，氧化钛层3呈现黄色；当电解电压为15V直流电时，氧化钛层3呈现紫色。本发明通过阳极氧化表面预先形成有铝金属层2的钛基板1，可一次性生成氧化铝层3及氧化钛层5，制造方法简单，其中氧化钛层5可呈现红色、蓝色、紫色或绿色等颜色，以提高美感，而氧化铝层3为致密层，具较强的抗蚀性及耐磨性，且在使用过程中氧化铝层3表面不易留存杂质，具较好的抗指纹性，并且氧化铝层3无色透明，保持氧化钛层5的颜色。

最后，如图5所示，封闭氧化铝层3的微孔4。封闭微孔4的方法包括水合封孔、金属盐溶液封孔及漆膜封孔等。例如，水合封孔是将钛基板1浸入纯水中，在80℃以上的温度下，使氧化铝层3与水发生水和反应，生成氧化铝水化物6，氧化铝水化物6的密度比氧化铝的密度小，故体积增大，可封闭氧化铝层3的微孔4，使氧化铝层3失去吸附能力，提高其防污染及抗蚀能力。