[发明专利]一种钛或钛合金放电氧化上色的方法

说明书

技术领域

本发明涉及钛或钛合金电镀上色领域，进一步地说，是涉及钛或钛合金放电氧化上色领域，尤其是珠宝行业用的钛或钛合金的放电氧化上色方法。

背景技术

目前，已经公布的专利文献中还未曾有关于钛放电氧化上色方面的内容，学术界对这方面的研究也不是很多。

众所周知，钛是一种纯性金属，当任何物质与钛接触的时候不会产生化学反应，稳定性高，使它在和人体长期接触以后也不会影响其本质，所以不会造成人体过敏，纯钛首饰是皮肤过敏者的上上之选。它是唯一对人类植物神经和味觉没有任何影响的金属，又被人们称为“亲生物金属”。

钛金强度高，密度却只有银的一半。钛在人体中分布广泛，正常人体中的含量为每70kg体重不超过15mg，其作用尚不清楚。但钛能刺激吞噬细胞，使免疫力增强这一作用已被证实。

而如今，我国已经是世界上少数几个珠宝首饰年消费额超过300亿美元的国家之一，成为世界上增长最快的珠宝消费市场。

法国里昂证券公司日前发布的报告显示，在1997年至2007年间，中国珠宝业的月销售平均增幅为12％，除去08年金融危机，该增幅在2009年达到27％，2010年跃至56％，截至今年8月，月销售增幅也已达52％。数据表示珠宝奢侈品市场的发展在中国已进入高速成长阶段。

金属钛在放电氧化后可以发出不同于普通金银首饰的颜色，且变化范围十分丰富，由于钛的以上多种特性，使其成为当前除贵金属铂、金以外最适合的首饰金属。在国外现代首饰设计中经常使用，是国际流行的首饰用材。用钛制成的首饰较其他贵金属首饰坚硬，能防止刮花，与铂金一样不变色。

因为用钛做首饰有相当的优势，随着加工技术的提高，钛首饰从2000年开始在国际上快速流行起来。彩色钛市场前景广阔。

钛的上色技术从上世纪90年代才开始被人们研究，到本世纪有所发展，如气氛加热法，等离子体氮化法、激光氮化法，焊枪着色发，电解阳极氧化着色法等，其中电解阳极氧化着色法(即放电氧化上色)效果最稳定，不但不会损害钛基体的性能，而且能强化钛表面的保护性能和给钛赋予新的特性和功能。因此钛放电氧化上色成为了钛上色方法中的首选。

而选用何种电解液、如何控制以及范围的变化、颜色的对应是上色中的一个重点也是难点。

现有的钛的阳极氧化着色均采用强酸体系电解液，对环境污染很大；色彩变化很局限，且没有相对应的颜色和电压。而本发明的电解液为环境友好型，污染小同时变化效果丰富。

发明内容

针对现有技术的问题，本发明提供一种的钛或钛合金放电氧化上色方法。该方法能在低电、低压、低温的条件下对钛进行放电氧化上色，上色效果好，色彩丰富；尤其适合于珠宝行业、高端饰品中的钛及钛合金的放电氧化上色。

钛放电氧化上色颜色的变化由镀层TiO₂厚度决定，而厚度又由电势差、电极反应速度等等决定，故在用电压调控下改变电解液离子浓度，由于放电氧化受溶液中离子传输速度影响，在离子浓度低的时候，传输速度远低于电极反应速度，造成电流密度变化，不同区域反应速度不同，可改变钛的放电氧化上色效果。

本发明的钛或钛合金放电氧化上色的方法，是这样实现的：

包括将钛或钛合金置于电解槽的电解液中，利用放电氧化进行上色。其中放电氧化的电源选自频率为45～60HZ的交流电源、直流脉冲电源或平滑直流电源之一。所述交流电源正弦波形、锯齿波形、方波形钧可。

电解液的温度在-20～120℃，优选20～60℃。电解液周围压强为0.8～1.6个标准大气压，电压变化高于0V，不超过260V。电解液离子浓度为0.03～12mol/L，优选0.5～2mol/L。根据需求不同包括低离子浓度放电氧化和饱和放电氧化等形式。放电氧化的极板材料选自过渡金属、不锈钢、石墨中的一种；其中过渡金属优选钛、铝、铜、锌中的一种。

为了保证上色效果，所述钛合金的钛重量百分含量在90％以上，优选98％以上。钛合金中其余的合金元素优选为铝，锡，钒，镍，钼，铌其中的一种或几种。

其中，钛或钛合金的表面粗糙程度为0.05～50Ra，优选为0.05～20Ra。