專利名稱：模鑄用鋁合金材料及投影電視用耦合器的表面處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模鑄用鋁合金材料的表面處理方法，尤其是關(guān)于模鑄用鋁合金材料制成的耦合器表面的處理方法。該耦合器在構(gòu)成投影電視光學系統(tǒng)的透鏡以及CRT(陰極射線顯象管)的組合體中，起著組合體的冷卻作用和使光透過的光學透鏡的作用。
現(xiàn)在，被開發(fā)并在普及著的投影電視中，三管三鏡筒方式的投影電視結(jié)構(gòu)，是把投射體反射到位于背面的反射鏡上，再把被反射的畫面投放到前方的屏幕上。即三管三鏡筒方式的投影電視系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是將把借三基色的紅(R)、綠(G)、蘭(B)各個投影管(CRT)所形成的單色影像，通過包括冷卻系統(tǒng)在內(nèi)的各自的光學系統(tǒng)，進行放大投影的同時，在背面的反射鏡上相互合成在一起，形成一個RGB合成的彩色影像，再把這一影像投放到屏幕上，以便能從前面或背面去觀看。
然而，在構(gòu)成投影電視光學系統(tǒng)的鏡頭組合體中，連接鏡筒(光學透鏡組合體)和CRT，冷卻組合體和防止光的亂反射，提高透過率而起著光學鏡頭作用的耦合器，在其中裝有冷卻用介質(zhì)，還讓通過從RGB投射體被投射的影像。因而它被曬在一個強烈的腐蝕環(huán)境中。由此可見，耦合器是要求耐腐蝕性很高，而且要達到相當于電視壽命長度的一個絕對要求耐久性的重要部件。為此，各國的制造公司(索尼，東芝，三菱，日立，松下，菲利浦等)都把它作為各自公司的絕密技術(shù)來處理。
另外，包括耦合器的放熱銷、連結(jié)相對物(鏡筒、投射體)的部分，其形狀都要求一定的精度，為此考慮到成本，都采用鋁(鎂)及其合金材料的模鑄生產(chǎn)。它的表面處理，通常通過陽極氧化處理來形成多孔性的氧化鋁(鎂)表面，然后在其表面涂覆一層無機或有機染料，接著再進行對孔的封孔處理。
但是，模鑄用鋁合金材料除鋁之外，作為合金成分還含有Si，Cu，Zn，F(xiàn)e，Mn，Ni等成分。通常，這些成分分布的不均勻。
為此，如果對這種鋁合金材料進行陽極氧化處理，那么被生成的氧化層的厚度，孔徑以及深度都將不均勻，會使染料的浸透不均勻，致使生產(chǎn)產(chǎn)品的外觀以及色相變的不均勻。
尤其是在投影電視用耦合器中，經(jīng)過一定的時間，被浸透的染料不得發(fā)生脫色或剝離現(xiàn)象；如果發(fā)生了脫色現(xiàn)象，那就無法視聽被放大了的影像。
另外，周知的作為鋁及其合金的表面處理方法，在韓國專利1995-4671號中記述著如下的間接浸蝕鋁板的工藝過程。即設(shè)有清洗鋁板材的階段；設(shè)有活化處理階段，在該階段中去調(diào)整鋁板表面的粗糙度使其變得均勻；設(shè)有間接浸蝕階段，在這一階段去浸蝕板材的一個面；設(shè)有表皮膜層處理階段，在該階段除去生成的異物之后，去對未作浸蝕的另一面進行陽極氧化處理。該專利記載說，上述的方法具有增大涂敷物的附著力的效果。
另外，在韓國專利公告第1988-840號中，記述著如下的向鋁板涂敷聚四氟乙烯樹脂的單工序涂敷方法。該工藝是先將鋁板表面腐蝕成均勻分布的浸蝕坑；然后把這一被腐蝕的板材以100～150轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速使其旋轉(zhuǎn)的同時，滴噴聚四氟乙烯樹脂3～6秒鐘；利用這種旋流涂敷方法向塑性鋁板涂敷聚四氟乙烯樹脂。該專利記載說，上述的方法對增大鋁與涂敷物(聚四氟乙烯)之間的附著力及提高耐久性都有很好的效果。
然而，上述的專利全然未提及有關(guān)模鑄用鋁合金材料的表面處理，尤其是有關(guān)投影電視用耦合器的表面處理方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種由模鑄用鋁合金材料制作的投影電視用耦合器的表面處理方法，借以解決因工作在極為惡劣的腐蝕環(huán)境而要求格外的耐蝕性的需求。
為了達到上述的目的，本發(fā)明，先對模鑄用鋁合金材料進行陽極氧化處理；然后再施行電淀積涂敷。
又為了達到上述的另一目的，本發(fā)明先對由模鑄用鋁合金材料制作的投影電視用耦合器的表面進行陽極氧化處理；然后再施行電淀積涂敷。
具體的說，本發(fā)明的模鑄用鋁合金材料的表面處理方法具有下述特征，即對模鑄用鋁合金材料進行陽極氧化處理，在表面形成多孔性的氧化皮膜層階段；在氧化皮膜層上以電淀積涂敷方法，去吸附含有透明或有色的水溶性樹脂階段；對被電淀積涂敷的表面進行干燥的階段。
另外，本發(fā)明還提供一種裝有冷卻介質(zhì)的投影電視用耦合器的表面處理方法。該方法具有下述特征，即利用壓鑄鋁合金材料，制作所需形狀的耦合器階段；對耦合器進行陽極氧化處理，在表面形成多孔性的氧化皮膜層階段；在氧化皮膜層上以電淀積涂敷方法，去吸附含有透明或有色的水溶性樹脂階段；對被電淀積涂敷的表面進行干燥的階段。
由上可知，本發(fā)明具有下述效果跟現(xiàn)有的方法(陽極氧化+染料著色+封孔處理)相比具有更好的耐蝕性；外觀及色相的保存期長；不必進行現(xiàn)有方法要求的封孔處理；可以大幅降低制造成本等。


圖1-圖3是經(jīng)CASS試驗的表面照片。其中，圖1示出的是經(jīng)本發(fā)明者們發(fā)明的陽極氧化處理之后，進行電淀積涂敷而得的試驗結(jié)果的照片(實例1的方法)；圖2示出的是經(jīng)陽極氧化處理之后，進行封孔處理而得的試驗結(jié)果的照片(比較例1)；圖3示出的是進行鉻酸鹽處理和電淀積涂敷而得的試驗結(jié)果的照片(比較例2)。
如所周知，鋁就其本性而言，是個非?；顫姷慕饘?。它的表面在空氣中，將立即被氧化物覆蓋起來，因而鋁金屬表面就不能裸露在外面。為此，將對鋁進行電鍍。過去在鋁表面電鍍其他金屬是很困難的。
在自然狀態(tài)下，形成在鋁表面上的厚約100A的氧化膜，在輕微的外力作用下或者在腐蝕環(huán)境下，很容易被破壞掉。但是，鋁底將立即被氧化，去恢復(fù)氧化層。
陽極氧化法是指用一種電氣手段，將把上述的自然氧化鋁膜層，人為地去增厚到5～15μm以上的一種方法。然而，如果對鋁進行陽極氧化，那么在其表面生成的氧化物層中，由于電解液中像硫酸或草酸這種二元酸的溶解作用，將生成許許多多的小坑；而這些小坑將進一步促進氧化物的生成過程。
于是，氧化物層的結(jié)構(gòu)變成為一種其表面積非常大，而且非常活潑的表面結(jié)構(gòu)。這種表面結(jié)構(gòu)，將表現(xiàn)出容易吸附染料或者大氣中的氣體的性質(zhì)。
這種氧化膜層，和電鍍不同，是由底料金屬鋁形成的，所以跟鋁的附著性非常好，而且耐磨性也好。
如果對這種氧化膜層利用得當，將不但使鋁及其合金具有耐腐蝕性，還可以去染成所需要的顏色，去獲得良好的外觀效果。
通常，模鑄用鋁合金材料廣泛使用KS ALDCS系列材料。這種材料為了提高鑄造性能和機械性能，含有大量的硅元素(0.3～18％)和銅(0.05～5.0％)，因而耐蝕性和表面處理性能差。
總之，傳統(tǒng)的模鑄用鋁合金材料的表面處理方法是在陽極氧化處理之后的多孔化表面上，用無機染料進行著色并做封孔處理，對被浸透的染料進行密封處理。然而，這種方法在外觀上顯得不均勻，而且在耐蝕性方面也有限，所以不適用于用作要求耐蝕性很強的零部件材料上。
另外，下面看一下用鑄模用鋁合金材料制成的投影電視用耦合器的情形。裝入該耦合器的冷卻液中為使其具有耐蝕性，使用著添加劑，而且相對的腐蝕性很強。
本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)，對用鑄模用鋁合金材料制成的，投影電視用耦合器的表面，進行陽極氧化處理之后，在含有水溶性溶液中，如果使陽極氧化處理而形成的多孔化表面，吸附一層電氣上均勻的膜層，那么可獲得一種在附著力，光學特性以及耐腐蝕性方面具有性能良好的投影電視用耦合器。
陽極氧化處理技術(shù)是把鋁作成陽極，并在一定濃度的二二元酸電解液中，極化成適當?shù)臈l件，然后使其形成一個比自然氧化層要厚的膜層；該處理技術(shù)隨使用的電解液的種類(硫酸，草酸，鉻酸等)和電流的形態(tài)(直流，交流，交直流重疊)可分成多種類型。
另外，還可分成維持一定電壓的恒壓方式和維持一定電流的恒流方式等。
陽極氧化的一般條件舉例如下(1)使用直流電源時電解液硫酸10％+草酸25g/l電解溫度0℃電流密度2A/dm2電解時間45分(2)使用交流電源時電解液硫酸20％電解溫度15℃電流密度2A/dm2，24赫 負荷89％電解時間30分電淀積涂敷技術(shù)是在各領(lǐng)域中已被公開的技術(shù)。該技術(shù)是在裝有一定濃度的水溶性涂料(樹脂)的容器中，導(dǎo)電的被涂覆物體和相對應(yīng)的電極之間通上電流，使得在被涂覆的物體上，通電析出一層均勻膜層的一種涂敷技術(shù)。
電淀積涂料由樹脂，溶劑，分散劑，以及添加劑等來組成。樹脂采用具有水溶性或水分散性并能去形成膜層的樹脂成分；溶劑采用能去提高溶液的穩(wěn)定性以及涂敷性的溶劑；分散劑采用能去促進水和樹脂的分散作用的產(chǎn)品；添加劑則采用能去調(diào)整形成膜層的性能和光澤的添加劑。
一般的電淀積涂料的配料成分舉例如下
(1)丙烯樹脂5～51％(2)密胺樹脂10％以下(3)溶劑及分散劑45％以下(4)添加劑10％以下(5)水剩余的部分本發(fā)明的方法具有下述的技術(shù)特征在模鑄用鋁合金材料以及用其制成的投影電視用耦合器的表面處理工藝中，引進從來沒用過的電淀積涂敷技術(shù)，借以提高被暴露在惡劣腐蝕環(huán)境中的材料的光學特性、外觀以及耐蝕性。本發(fā)明的方法是在多孔化的陽極氧化皮層上，通過浸透的方法來生成膜層的。在這種電淀積涂敷工藝中，最好是按下述的條件來進行處理。當然這不是特意去限制條件的。
(1)氨基酸丙烯樹脂10％(2)丙醇(IPA)4％(3)丁基纖維素二糖(BC)1.2％(4)黑色染料5％(5)水剩余的部分(6)作業(yè)電壓80伏(7)作業(yè)時間16秒(8)作業(yè)溫度28℃下面舉例詳細說明本發(fā)明。
按下述的條件對試料進行了處理；試料選用了KS ALDCS 8.1鋁合金材料；壓鑄的尺寸為17×13cm。

在上述的實例中，電淀積涂敷用涂料使用了韓國大進化學公司生產(chǎn)銷售的涂料，該商品名為EDPAINT。
為了測試本發(fā)明的效果，對用跟實例相同的材料制成的實驗片進行了如下的處理1)陽極氧化+封孔處理(比較例1)；2)鉻酸鹽+電淀積涂敷(比較例2)。
在1)中，陽極氧化工藝是以跟實例1相同的條件進行的；封孔處理是用日本奧野化學(株)銷售的，商品名為Top Seal(DX-300)的材料，在80℃的溫度下進行了20分鐘的處理。
在2)中，鉻酸鹽處理是在含有CrO33.5g/l，Na2Cr2O33.5g/l，NaF1.0g/l等的溶液中，以30℃的溫度進行了2分鐘的處理；陽極氧化工藝是以跟實例1相同的條件進行的。
對以上述方法制造的本發(fā)明實例1和比較例1、2，用相同條件，依照KS D9504 CASS試驗方法(鹽水噴霧試驗)，進行了8.5小時的試驗。
由照片可知，照片2和照片3從7.5小時開始，在表面上出現(xiàn)了能用肉眼確認出來的腐蝕現(xiàn)象；尤其是照片3腐蝕的最嚴重。
然而，依照本發(fā)明進行處理的照片1，達到8.5小時還不出現(xiàn)能用肉眼確認出來的腐蝕現(xiàn)象；在照片中雖然未示出，已確認實例2和實例3也示出了相同的效果。
權(quán)利要求
1.模鑄用鋁合金材料的表面處理方法，其特征它包含有下述階段a、對模鑄用鋁合金材料進行陽極氧化處理，在表面形成多孔性的氧化皮膜層階段；b、在氧化皮膜層上以電淀積涂敷方法，去吸附含有透明或有色的水溶性樹脂階段；c、對被電淀積涂敷的表面進行干燥的階段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的處理方法，其特征在于鋁合金是ALDCS的八個品種為特征的模鑄用鋁合金材料的表面處理方法。
3.在根據(jù)利要求1和2所說的處理方法，其特征在于電淀積涂敷是在如下的溶液中進行處理的，該溶液的配方為丙烯樹脂10～50％；密胺樹脂10％以下；溶劑及分散劑45％以下；添加劑10％以下；剩余的部分為水。
4.裝有冷卻介質(zhì)的投影電視用耦合器的表面處理方法，其特征在于它包含有下述階段a、壓鑄鋁合金材料，制作所需形狀的耦合器階段；b、對耦合器進行陽極氧化處理，在表面形成多孔性的氧化皮膜層階段；c、在氧化皮膜層上以電淀積涂敷方法，去吸附含有透明或有色的水溶性樹脂階段；d、對被電淀積涂敷的表面進行干燥的階段。
全文摘要
模鑄用鋁合金材料及投影電視用耦合器的表面處理方法，解決方法包括有下述特征的階段對模鑄用鋁合金材料進行陽極氧化處理，在表面形成多孔性的氧化皮膜層階段；在氧化皮膜層上以電淀積涂敷方法，去吸附含有透明或有色的水溶性樹脂階段；對被電淀積涂敷的表面進行干燥的階段。本發(fā)明的方法尤其適合于投影電視用耦合器的表面處理。
文檔編號C25D13/04GK1401825SQ0114007
公開日2003年3月12日 申請日期2001年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月9日
發(fā)明者申裁斗, 黃春燮 申請人:申裁斗, 黃春燮