专利名称：物理气相沉积(pvd)及冷阳极氧化金属着色的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及着色的金属制品和关于和/或用于提供着色的金属制品的方法。
背景技术：
本部分提供关于本发明的背景信息，这些背景信息并非一定是现有技术。便携式终端(例如手机等)是流行的通讯方式。对于消费者而言，在选择和购买 便携式终端时，便携式终端的如颜色等美感外观通常是一个重要因素。另一重要因素经常 是便携式终端的耐用性。
发明内容
本部分提供本发明的主要内容，这些内容不是对本发明的全部范围或所有特征的 综合描述。本发明的示例性实施方式包括着色的金属制品，所述着色的金属制品可包括经冷 阳极氧化的铌被覆金属基板。此处还公开了关于和/或用于提供着色的金属制品的方法的 示例性实施方式，所述金属制品可包括经冷阳极氧化的铌被覆金属基板。在一个示例性实施方式中，制品主要包括硬度大于或等于约350HV(维氏金刚石 棱锥硬度数)的经阳极氧化的铌被覆金属基板。方法的一个示例性实施方式主要包括利用下述电流和温度阳极氧化铌被覆金属 基板，使其硬度大于或等于约350HV (维氏金刚石棱锥硬度数)，所述电流和温度分别处于 有助于提高铌被覆金属基板的硬度的电流范围和温度范围内。方法的另一示例性实施方式主要包括，在约0摄氏度 约5摄氏度的温度范围内 的温度下，使用在不超过约1. 5安培的电流范围内的电流来阳极氧化铌被覆金属基板。通过此处所提供的描述，其它适用领域将变得显而易见。本发明内容中的描述和 具体实例仅出于说明的目的，并不意在限制本发明的范围。
此处所描述的附图仅出于说明所选定的实施方式的目的，而非为了说明所有可能 的实施，这些附图并不意在限制本发明的范围。图1说明的是包括或包含经冷阳极氧化的铌被覆不锈钢基板的制品的示例性实 施方式；图2是说明关于和/或用于提供着色的金属制品的方法的示例性实施方式的工艺 流程图，所述着色的金属制品包括经冷阳极氧化的铌被覆金属基板；图3是表示可用于控制冷阳极氧化铌被覆金属基板时的电流的示例性电路的电 路图；并且图4是关于和/或用于提供着色的金属制品的方法的另一示例性实施方式的工艺 流程图，所述着色的金属制品包括经冷阳极氧化的铌被覆金属基板。
具体实施例方式下面将参照附图更加全面地描述示例性实施方式。本发明的示例性实施方式包括着色的金属制品，所述着色的金属制品可包括经冷 阳极氧化的铌被覆金属基板。此处还公开了关于和/或用于提供着色的金属制品的方法的 示例性实施方式，所述金属制品可包括经冷阳极氧化的铌被覆金属基板。在一个示例性实施方式中，制品包括硬度大于或等于约350HV(维氏金刚石棱锥 硬度数)的经阳极氧化的铌被覆金属基板。所述经阳极氧化的铌被覆金属基板可包括硬度 小于350HV的金属基板(例如，不锈钢基板、钛基板、由其它金属或合金制成的基板等)和 一个或多个铌涂层。仅作为实例，所述金属基板可由起始硬度为200HV的钛或不锈钢制成。 在一些实例中，金属基板可包括具有一个或多个层或涂层(例如，钛层或涂层、一个或多个 由其它金属、合金等形成的涂层或层)的基板(例如，由金属、合金、塑料等形成的基板)。 在一个特定的示例性实施方式中，金属基板包括具有厚度大于1微米的钛层的不锈钢，这 使得钛由此形成不锈钢与铌之间的插入层。为提高硬度，可以对铌被覆金属基板进行冷阳极氧化(例如，在0摄氏度 约5摄 氏度的温度范围内的温度等)，直至其硬度至少为350HV以上。提高硬度可以改善耐刮擦 性、耐用性和耐磨性等。仅作为实例，经阳极氧化的铌被覆金属基板在一些实施方式中可 具有等于约350HV的硬度，或者在另一些实施方式中可具有约400HV 约800HV的硬度， 或者在另一些实施方式中具有等于约400HV的硬度，或者在另一些实施方式中具有等于约 800HV的硬度。在一些实施方式中，可根据终端用户或消费者的需要而调整硬度，例如可通 过改变一个或多个铌涂层的厚度和/或改变阳极氧化过程的一个或多个参数(例如，持续 时间等)来进行。在一些实施方式中，通过物理气相沉积(PVD)将铌沉积在基板上。可用于沉积铌 的示例性PVD过程包括磁控溅射、电弧蒸发、蒸发和/或铁溅射。另外，一些实施方式可包 括多于一次的铌被覆或沉积。例如，一些示例性实施方式包括第一次和第二次铌的物理气 相沉积。另外，一些示例性实施方式可包括位于铌与基板的一种或多种基材(例如，不锈 钢、钛基板、其它金属、合金、非金属、塑料、其它基材、等等)之间的一个或多个插入材料层 或涂层(例如，钛层或涂层、碳化铬层或涂层、氮化铬层或涂层、碳化钛层或涂层、氮化钛层 或涂层、一个或多个由其它金属、合金等制成的涂层或层)。在一个特定的示例性实施方式 中，金属基板包括具有厚度大于1微米的钛层或涂层的不锈钢。在该示例性实施方式中，铌 被沉积在钛上。在各种示例性实施方式中，金属基板包括被覆有铌的上侧和下侧或者平坦表面。 金属基板的上侧和下侧均可包括至少一个厚度为约0. 1微米 约3微米(例如，0. 1微米 厚、1微米厚、2微米厚、3微米厚等)的铌涂层。替代性的实施方式可包括上侧和下侧中仅 有一侧具有厚度为约0. 1微米 约3微米的铌涂层的金属基板。其它实施方式可包括金属 基板的边缘被覆有铌。另外一些实施方式可包括一个或多个厚度未落入0. 1微米 3微米 的范围内(例如厚度大于3微米)的铌涂层。如上所述，可以对铌被覆金属基板进行冷阳极氧化以提高硬度。除了提高硬度之 外，冷阳极氧化还可实现选择性着色或颜色选择。在阳极氧化过程中，阳极氧化电压决定氧化层的厚度。氧化层的厚度又决定产生什么颜色。形成的颜色取决于氧化层的厚度，且产 生于氧化表面反射的光线与穿过氧化表面并由下面的金属表面反射的光线的干涉。因此， 可以通过控制阳极氧化电压来选择颜色。在一些示例性实施方式中，阳极氧化电压可以例 如至少部分地根据选择的颜色而落在约20伏 约120伏的范围内。利用此处所公开的示例性过程和方法，本发明的示例性实施方式能够在整个二维 和三维表面上实现丰富、均勻和/或稳定的着色。可以选择、调整和/或设计着色，以满足 某些终端用户或消费者的需求。此选择性着色可实现通过色彩设计进行定制、个性化和局 部标识、改进美感外观和/或增加包含选择性着色的金属制品(例如，外壳和电池盖等)的 产品对消费者的吸引力，或者增加电子设备(例如，膝上型计算机、电脑游戏机等)或便携 式终端(例如，手机等)的其它外部特征对消费者的吸引力。另外，各种示例性实施方式中的着色也可以是可再现的，例如规格为小于百分之 一。阳极氧化过程可产生大范围的不同的颜色，包括白色、黑色、灰色、金色、银色、香槟色、 棕色、玫瑰红色、红色、橙色、黄色、绿色、青色、蓝色、靛蓝色和紫色。一些示例性实施方式包括在经阳极氧化的铌被覆金属基板的至少一部分(例如， 在顶部上等等)上有至少一个树脂涂层(例如，聚氨酯树脂、紫外线固化树脂、其它适宜的 聚合物、等等)。树脂涂层可对制品提供防指纹保护。此外，本发明人已发现，树脂涂层还会 提供一个出乎意料的结果，即，提高耐用性。提高的耐用性又可以提高制品(例如，电池盖、 电子设备外壳、手持装置或便携式终端外部元件等)或包含该制品的产品(例如，手机或其 它便携式终端等)的使用期或寿命，并改善其耐磨性。树脂涂层还可以改善强度和硬度。此处还公开了例如关于和/或用于提供着色的金属制品的方法等方法的示例性 实施方式。在示例性实施方式中，方法包括利用下述电流和温度，阳极氧化铌被覆金属基板 (例如，硬度为约270HV的钛被覆不锈钢基板等)，使其硬度大于或等于约350HV (维氏金刚 石棱锥硬度数)，所述电流和温度分别处于有助于提高铌被覆金属基板的硬度的电流范围 (例如，不超过约1.5安培的电流范围等)和温度范围(例如，约0摄氏度 约5摄氏度等) 内。在另一示例性实施方式中，方法包括，在约0摄氏度 约5摄氏度的温度范围内的温度 下，使用在不超过约1. 5安培的电流范围内的电流来阳极氧化铌被覆金属基板。作为实例，阳极氧化温度可以为0摄氏度、5摄氏度或者为二者之间的某些温度 (例如，2摄氏度、2. 5摄氏度、3摄氏度、4摄氏度、等等)。另外，在整个阳极氧化过程中，阳 极氧化不必在恒温下发生。相反，在一些实施方式中，阳极氧化过程中的阳极氧化温度可以 波动，例如0°C 5°C。在其它实施方式中，在整个或部分的阳极氧化过程中，阳极氧化温度 可以超过5摄氏度和/或低于0度。如此处所公开的，阳极氧化温度优选足够低或保持足 够低，以使作为阳极氧化的结果，铌被覆金属基板的硬度得到提高。相比之下，在室温(20 摄氏度 25摄氏度)下的阳极氧化通常不会使材料的起始硬度得到任何提高。在各种示 例性实施方式中，可以利用冷阳极氧化将铌被覆金属基板(例如，阳极氧化之前起始硬度 为约270HV并具有10微米以上厚度的钛层/涂层的钛被覆不锈钢基板等等)的硬度提高 至!350HV以上的硬度(例如，350HV、400HV、800HV、400HV 800HV范围内的硬度值、等等)。温度范围和电流范围可实现较慢的沉积、较高的涂层密度、避免电流完全穿透金 属基板上的铌涂层和/或更均勻的着色。例如，利用较低的阳极氧化温度(例如，在0摄氏 度 5摄氏度的范围内等)有助于防止阳极氧化溶液的温度变得过高和防止电流穿透铌涂层。这还可以提高涂层密度。为保持电流不超过1. 5安培，在至少阳极氧化的早期阶段，可以控制或抑制电流。 在阳极氧化的早期阶段中，如果未得到控制或抑制，起始电流倾向于较高。在示例性实施方 式中，可以控制或抑制电流，使得在阳极氧化开始时或早期阶段中，电流可为约1安培 约 1. 5安培。接近阳极氧化结束时，电流可能为约0. 01安培 约0. 10安培，因为在已产生着 色层之后(如此处所公开的)，表面将实质上作为较大的电阻工作或运行。在各种示例性实施方式中，通过使用串联的10欧姆 500欧姆的电阻(例如，具 有随时间而变的电阻的电阻器或具有恒定电阻的电阻器)控制或抑制电流。工作中，串联 的10欧姆 500欧姆的电阻可以降低回路电流，将阳极氧化过程中的电流保持为1. 5安培 以下。这一点又有助于防止电流穿透铌涂层。另外，较低的电流可以减缓沉积速率和降低 阳极氧化速度，这会使阳极氧化过程更易于控制和/或可实现将颜色制作得更加均勻。阳极氧化溶液可包含磷酸(H3PO4)、硝酸(HNO3)、硫酸(H2SO4)、水(H2O)和三乙醇胺 (TEA)。在一个示例性实施方式中，阳极氧化溶液包含1份磷酸(H3PO4)、2份硝酸(HNO3)、4 份硫酸(H2SO4)、9份水(H2O)和1份三乙醇胺(TEA)。在其它实施方式中也可以使用替代性 阳极氧化溶液。如上所述，阳极氧化可实现选择性着色或颜色选择。原因在于，阳极氧化处理可产 生大范围的不同的颜色，包括白色、黑色、灰色、金色、银色、香槟色、棕色、玫瑰红色、红色、 橙色、黄色、绿色、青色、蓝色、靛蓝色和紫色。因此，方法的各种示例性实施方式包括控制阳 极氧化电压，以有选择地确定氧化物厚度，由此从可通过所述阳极氧化获得的下述多种颜 色中选择颜色，所述多种颜色包括白色、黑色、灰色、金色、银色、香槟色、棕色、玫瑰红色、红 色、橙色、黄色、绿色、青色、蓝色、靛蓝色和紫色，以使经阳极氧化的铌被覆金属基板包含选 择的颜色。在一些示例性实施方式中，阳极氧化电压可例如至少部分地根据颜色选择而落 在约20伏 约120伏的范围内。在一些实施方式中，方法包括，阳极氧化以使氧化物厚度在约0. 3微米 约2微米 的范围内。在一些实施方式中，方法包括，阳极氧化约0. 50分钟 约1分钟(例如，30秒、 40秒、60秒、等等)。替代实施方式可包括更长或更短的阳极氧化持续时间和/或不同的阳 极氧化的氧化物厚度。在阳极氧化之前，此处所公开的示例性方法可包括将铌沉积或被覆在至少部分的 金属基板上(例如，不锈钢、钛、具有钛涂层或层的不锈钢、具有一个或多个碳化铬、氮化 铬、碳化钛和/或氮化钛的涂层或层的不锈钢等等)。这可能需要例如通过执行一次或多次 物理气相沉积过程(例如，磁控溅射、电弧蒸发、蒸发和/或铁溅射)将铌完全被覆或沉积 在金属基板的所有面上。另外，一些示例性实施方式可包括，在将铌被覆或沉积在金属基板 上之前，对至少部分的金属基板进行冲压、表面处理和/或电抛光中的一种或多种。一些示例性实施方式包括在至少金属基板(例如，钛被覆不锈钢基板、其上具有 钛层的不锈钢基板等)的上下两个平坦表面或侧面(例如，整个产品表面等)上进行第一 次铌的物理气相沉积(PVD)(例如，磁控溅射、电弧蒸发、蒸发、铁溅射等等)。在第一次PVD 铌被覆过程中，一些颗粒可能会下落或掉落在基板的表面上。阳极氧化过程中，掉落的一个 或多个颗粒的位置将暴露。为避免此情况，一些示例性实施方式包括在阳极氧化过程之前 的铌再被覆(例如，PVD等)。此外，一些示例性实施方式还包括在铌再被覆之前的超声洗涤，在此，所述超声洗涤有助于为铌再被覆过程暴露和准备不稳定的被覆位置。超声洗涤之 后，可以再次被覆或沉积(例如，PVD等)铌，以帮助确保金属基板的上侧和下侧完全为铌所 被覆，以及第一次被覆或沉积过程中暴露的位置已为铌再被覆。在完成被覆或沉积过程之 后，铌涂层厚度可落在约0. 1微米 约3微米的范围内。例如，铌涂层厚度可为0. 1微米、 1微米、2微米、3微米。或者，例如铌涂层厚度可小于约0.1微米或大于约3微米。替代实 施方式可包括仅有一次PVD过程，该PVD过程提供了足够好的铌沉积，因而可以省略超声洗 涤和铌再被覆过程。一些示例性实施方式也可以包括在阳极氧化之前或阳极氧化之后涂布、沉积或被 覆树脂(例如，聚氨酯树脂、紫外线固化树脂、其它适宜的聚合物、等等)。如上所述，树脂 涂层可对制品提供防指纹保护，但本发明人发现，树脂涂层还提供了一个出乎意料的结果， 即，提高耐用性。提高的耐用性又可以提高制品(例如，电池盖、电子设备外壳、手持装置或 便携式终端外部元件等)或包含该制品的产品(例如，手机或其它便携式终端等)的使用 期或寿命，并改善其耐磨性。树脂涂层还可以改善强度和硬度。现在参照图1说明体现本发明的一个或多个方面的制品100的示例性实施方式， 所述制品100包括经冷阳极氧化的铌被覆不锈钢基板。如图所示，制品100包括被覆或沉 积在金属基板112上的第一层或上层104和第二层或下层108。金属基板112可包括不锈 钢、钛或其它适宜的材料。在此实例中，上层104可包括形成厚度为0. 6微米+/-0. 1微米 的着色顶层的铌。下层108可包括形成厚度为2微米+/-0. 3微米的硬化层的碳化铬、氮化 铬、碳化钛、氮化钛和/或钛。另外，此部分所明确的具体尺寸、数值和材料(如本文所述的 所有尺寸、数值和材料)仅出于说明的目的而不具限制性，因为可对本文所公开的实施方 式进行不同的构造以使其具有不同的尺寸、形状和材料(例如，其它基板材料、其它被覆或 沉积、等等)。例如，其它实施方式可包括仅具有着色层而非这两层的基板。其它实例可包 括形成着色顶层和/或硬化层的铌。图2是说明方法200的示例性实施方式的各种过程、操作或步骤(由框204 框 2 表示)的工艺流程图。如图所示，方法200包括框204处的冲压和/或表面处理基板 (例如，钛被覆的不锈钢基板等)。例如，根据特定的最终用途(例如，电池盖、电子设备外 壳、手持装置或便携式终端外部元件、等等)，在金属基板上冲压出一个或多个开口、窗口、 孔或其它表面特征。基板可进行抛光或去毛刺过程等表面处理，以除去毛刺或锐边，不然它 们可能会产生尖端放电。在框208处，出于使基板的一个或多个锐边或切割边平滑的目的，可以对基板进 行电抛光。电抛光通过使锐边平滑而有助于避免电流释放，否则在阳极氧化过程中锐边处 则可能发生这种电流释放。在框212处，通过物理气相沉积(例如，磁控溅射、电弧蒸发、蒸发、铁溅射、等等) 可在基板的上侧和/或下侧或者平坦表面上被覆或沉积铌。框216包括超声洗涤，以有助于为框220处的铌再被覆过程暴露和准备不稳定的 被覆位置。在框212处的第一次PVD铌被覆过程中，一些颗粒可能会下落或掉落在基板的 表面上。在框2M处的阳极氧化过程中，掉落的颗粒的位置将暴露。为避免此情况，方法 200包括框216处的超声洗涤及其后的框220处的第二次铌被覆或沉积过程。这有助于确 保基板的上侧和下侧完全为铌所被覆，以及第一次被覆或沉积过程中所暴露的位置得到再被覆。框220处的第二次被覆或沉积过程完成后，铌涂层的厚度可为约0. 10微米 3微米寸。框2 包括在约0摄氏度 约5摄氏度的温度范围内的温度下，利用例如不超过 约1. 5安培的电流，来冷阳极氧化铌被覆金属基板，使其硬度大于或等于约350HV(维氏金 刚石棱锥硬度数)。采用0摄氏度 5摄氏度的阳极氧化温度，有助于防止阳极氧化溶液的 温度变得过高和防止电流穿透铌涂层。还可以提高涂层密度。可以控制或抑制电流，使得 在阳极氧化开始时或早期阶段中，电流可为约1安培 约1. 5安培。接近阳极氧化结束时， 电流可能为约0. 01安培 约0. 10安培，因为在已产生着色层之后(如此处所公开的)，表 面将实质上作为较大的电阻工作或运行。阳极氧化溶液可包含磷酸(H3PO4)、硝酸(HNO3)、硫酸(H2SO4)、水(H2O)和三乙醇胺 (TEA)。在一个示例性实施方式中，阳极氧化溶液包含1份磷酸(H3PO4)、2份硝酸(HNO3)、4 份硫酸(H2SO4)、9份水(H2O)和1份三乙醇胺(TEA)。在其它实施方式中也可以使用替代性 阳极氧化溶液。如上所述，阳极氧化可实现选择性着色或颜色选择。因此，框2 还可包括控制阳 极氧化电压，以有选择地确定氧化物厚度，由此从可通过所述阳极氧化获得的下述多种颜 色中选择颜色，所述多种颜色包括白色、黑色、灰色、金色、银色、香槟色、棕色、玫瑰红色、红 色、橙色、黄色、绿色、青色、蓝色、靛蓝色和紫色。在一些示例性实施方式中，阳极氧化电压 可例如至少部分地根据选择的颜色而落在约20伏 约120伏的范围内。在框2 处，可涂布诸如聚氨酯树脂、紫外线固化树脂、其它适宜的聚合物等树脂 涂层。树脂涂层可对制品提供防指纹保护。此外，本发明人已发现，树脂涂层还会提供一个 出乎意料的结果，即，提高耐用性。提高的耐用性又可以提高制品(例如，电池盖、电子设备 外壳、手持装置或便携式终端外部元件等)或包含该制品的产品(例如，手机或其它便携式 终端等)的使用期或寿命，并改善其耐磨性。树脂涂层还可以改善强度和硬度。图3是表示可用于控制阳极氧化时的电流的示例性电路300的电路图，所述阳极 氧化例如是在方法200的框2 处的冷阳极氧化(图幻或在方法400的框416处的冷阳 极氧化(图4)等。如图所示，电路300包括直流(DC)电源304和串联的10欧姆 500欧 姆的电阻308，电阻308可以是具有随时间而变的电阻的电阻器或者具有恒定电阻的电阻 器)。图3中还显示了电极312和316，以及阳极氧化槽或容器320。工作中，串联的10欧 姆 500欧姆的电阻308可以降低回路电流，从而将阳极氧化过程中的电流保持为1. 5安 培以下。这一点又有助于防止更高的电流穿透铌涂层。另外，较低的电流可以减缓沉积速 率和降低阳极氧化速度，这会使阳极氧化过程更易于控制和/或可实现将颜色制作得更加 均勻。在示例性实施方式中，可以控制或抑制电流，使得在阳极氧化开始时或早期阶段中， 电流可为约1安培 约1. 5安培。接近阳极氧化结束时，电流可能为约0. 01安培 约0. 10 安培，因为在已产生着色层之后(如此处所公开的)，表面将实质上作为较大的电阻工作或 运行。图4是说明方法400的示例性实施方式的各种过程、操作或步骤(由框404 框 420表示)的工艺流程图。如图所示，方法400仅包括框412处的一次铌物理气相沉积，并 且不包括超声洗涤。这不同于上述已说明的方法200，方法200中包括框216处的超声洗涤 及框220处的第二次铌被覆或沉积过程。利用方法400，框412处的铌被覆或沉积过程提供了较好的铌沉积(无掉落的颗粒)，因而不必进行超声洗涤和第二次铌被覆或沉积过程。方 法400的框404、408、416和420处的其它过程、操作或步骤可与对应的框204、208、2M和 2 相同或相似。示例性实施方式的提供使得本发明更为详尽，并可将其范围充分传达给本领域技 术人员。为使本发明的实施方式得到全面了解，本说明书描述了大量具体细节，例如具体成 分、设备和方法的实例。对于本领域技术人员而言显而易见的是，不必采用具体细节，示例 性实施方式可以以不同形式体现，并且不应将其理解为是对本发明范围的限制。在一些示 例性实施方式中，对于公知的方法、公知的设备结构和公知的技术没有详细描述。此处所使用的术语仅出于描述特定示例性实施方式的目的，并非旨在作出限制。 此处所用的单数形式也意在包括复数形式，除非上下文清楚地表明了并非如此。术语“包 含”、“包括”和“具有”是开放性的，因此是指存在所述的特征、整体、步骤、操作、要素和/或 成分，但也不排除一种或多种其它特征、整体、步骤、操作、要素、成分和/或它们的集合的 存在或加入。此处所述的方法步骤、过程和操作不应被理解为必须按照所讨论或说明的顺 序来执行，除非特别指定了它们的执行顺序。还应知道，可以采用另外的或替代的步骤。当要素或层被描述为在其它要素或层“上”、“接合到”、“连接到”或“偶联到”其它 要素或层时，它可以直接地在其它要素或层上、接合到、连接到或偶联到其它要素或层，也 可以在二者之间存在插入要素或层。相反，当要素被描述为“直接在”其它要素或层“上”、 “直接接合到”、“直接连接到”或“直接偶联到”其它要素或层时，则不存在插入要素或层。 应以相似方式理解用于描述要素之间的关系的其它词语(例如，“位于...之间”与“直接 位于...之间”、“相邻”与“直接相邻”、等等)。如此处所用，词语“和/或”包括相关列出 项目的一种或多种的任何以及全部组合。虽然词语“第一”、“第二” “第三”等可用于此处描述各种要素、成分、区域、层和/ 或部分，但是这些要素、成分、区域、层和/或部分不应受这些词语的限制。这些词语可能仅 用于将一种要素、成分、区域、层或部分与另一区域、层或部分区分开来。此处所用的诸如 “第一”、“第二”和其它数字词语等词语并不暗含顺序或次序，除非上下文清楚指出。因此， 下面所讨论的第一要素、成分、区域、层或部分可以称作第二要素、成分、区域、层或部分，而 不脱离示例性实施方式的教导。为便于描述，此处可使用空间相关的词语，例如“内”、“外”、“之下”、“下”、“下部”、
“上方”、“上部”等，其用于描述附图中所示的一种要素或特征相对于其他的一种或多种要 素或特征的关系。除了图中所示的方向之外，空间相关的词语还旨在涵盖使用或工作中的 设备的不同方向。例如，如果图中的设备被翻转，则被描述为在其它要素或特征“下”或“之 下”的要素将被定向为在其它要素或特征的“上方”。因此，示例性的词语“下”可以涵盖上 和下两个方向。设备可以被另外定向(旋转90度或在其它方向上)，此处所用的空间相关 的描述词应据此进行理解。此处所公开的给定参数的特定值和值的特定范围，并不将可用在此处所公开的一 个或多个实例中的其它值和值的范围排除在外。此外，可以设想，此处所述的具体参数的任 何两个特定值都可定义适用于给定的参数的值的范围的端点(即，公开给定的参数的第一 个值和第二个值可以解释为公开了第一个值与第二个值之间的任意值也都可用于该给定 的参数)。类似地，可以设想，参数的值的两个以上范围的公开(无论这些范围是否嵌套、重叠或不同)包括利用公开的范围的端点所能主张的值的范围的所有可能组合。
实施方式的上述描述出于说明和描述的目的而提供。这些描述并不意在穷举或限 制本发明。特定实施方式的各要素或特征通常不限于该特定实施方式，适用时可以互换，并 可用在选定的实施方式中，即使没有具体显示或描述。同一实施方式也可以以许多方式变 化。不应认为这些变化脱离了本发明，所有这些修改都包含于本发明范围内。
权利要求
1.一种方法，所述方法包括以下述电流和温度阳极氧化铌被覆金属基板，使其硬度 大于或等于约350HV(维氏金刚石棱锥硬度数)，所述电流和温度分别处于有助于提高所述 铌被覆金属基板的硬度的电流范围和温度范围内。
2.一种方法，所述方法包括在约0摄氏度 约5摄氏度的温度范围内的温度下，使用 在不超过约1. 5安培的电流范围内的电流来阳极氧化铌被覆金属基板。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述阳极氧化包括阳极氧化所述铌被覆金属基板， 使其硬度大于或等于约350HV (维氏金刚石棱锥硬度数)。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述温度范围为约0摄氏度 约5摄氏度。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述电流范围不超过约1.5安培。
6.如权利要求1或2所述的方法，其中，预先确定所述温度范围和/或所述电流范围中 的至少一个，以实现较慢的沉积、较高的涂层密度、避免电流穿透铌涂层和/或更均勻的着 色。
7.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述阳极氧化包括使用包含磷酸(H3PO4)、硝酸 (HNO3)、硫酸(H2SO4)、7jC (H2O)和三乙醇胺(TEA)的阳极氧化溶液。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述阳极氧化溶液包含1份磷酸(H3PO4)、2份硝酸 (HNO3)、4份硫酸(H2SO4)、9份水(H2O)和1份三乙醇胺(TEA)。
9.如权利要求1或2所述的方法，所述方法还包括使用铌被覆至少一部分金属基板，由 此提供所述铌被覆金属基板。
10.如权利要求1或2所述的方法，所述方法还包括使用铌完全被覆至少金属基板的上 侧和下侧，由此提供所述铌被覆金属基板。
11.如权利要求1或2所述的方法，所述方法还包括在至少一部分金属基板上沉积铌， 由此提供所述铌被覆金属基板。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述沉积铌包括至少一次铌的物理气相沉积。
13.如权利要求11所述的方法，其中，所述沉积铌包括在至少所述金属基板的上侧和 下侧上沉积铌。
14.如权利要求11所述的方法，其中，所述沉积铌包括磁控溅射、电弧蒸发、蒸发和/或 铁溅射。
15.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法包括铌的第一次物理气相沉积；在所述铌的第一次物理气相沉积之后的超声洗涤；在所述超声洗涤之后的铌的第二次物理气相沉积。
16.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述铌被覆金属基板包括厚度在约0.1微 米 约3微米范围内的铌涂层。
17.如权利要求1或2所述的方法，所述方法还包括在阳极氧化之前使用树脂被覆至少一部分所述铌被覆金属基板；和/或在阳极氧化之后使用树脂被覆至少一部分经阳极氧化的所述铌被覆金属基板。
18.如权利要求17所述的方法，其中，所述树脂涂层提高了所述铌被覆金属基板的耐 用性。
19.如权利要求17所述的方法，其中，所述树脂包括聚氨酯树脂和/或紫外线固化树脂。
20.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述阳极氧化包括使用串联的10欧姆 500 欧姆的电阻控制电流。
21.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述阳极氧化包括使用具有随时间而变的电 阻的电阻器或具有恒定电阻的电阻器控制电流。
22.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述阳极氧化包括在至少所述阳极氧化的早 期阶段中抑制起始电流。
23.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述铌被覆金属基板包括含有以下成分的金 属基板不锈钢；和/或钛；和/或不锈钢和厚度为约0.10微米以上的钛层；和/或硬度小于350HV的金属；和/或硬度小于350HV的金属合金。
24.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述阳极氧化能实现经阳极氧化的所述铌被 覆金属基板的选择性着色。
25.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述阳极氧化包括从能够通过所述阳极氧 化获得的多种颜色中选择颜色，所述多种颜色包括白色、黑色、灰色、金色、银色、香槟色、棕 色、玫瑰红色、红色、橙色、黄色、绿色、青色、蓝色、靛蓝色和紫色，以使经阳极氧化的所述铌 被覆金属基板包含所述选择的颜色。
26.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述阳极氧化包括控制所述阳极氧化电压，以 有选择地确定氧化物厚度和颜色。
27.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法包括阳极氧化所述铌被覆金属基板， 使其硬度处于约400HV 约800HV的范围内。
28.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法包括阳极氧化以使氧化物厚度处于约0. 30微米 约2微米的范围内；和/或阳极氧化约0. 5分钟 约1分钟。
29.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述金属基板包括不锈钢和厚度为0.10微米 以上的钛层，以使所述金属基板在阳极氧化之前的硬度为约270HV。
30.如权利要求1或2所述的方法，所述方法还包括在将铌被覆或沉积在所述金属基 板上之前，对至少一部分所述金属基板进行冲压、表面处理和/或电抛光中的一种或多种。
31.一种制品，所述制品包含硬度大于或等于约350HV(维氏金刚石棱锥硬度数)的经 阳极氧化的铌被覆金属基板，所述经阳极氧化的铌被覆金属基板包含硬度小于350HV的金 属基板和一个或多个厚度为约0. 1微米 3微米的铌涂层。
32.如权利要求31所述的制品，其中，所述金属基板包括一个或多个完全被覆有铌的 侧面。
33.如权利要求31所述的制品，其中，所述金属基板包括一个或多个侧面，各侧面包括 至少一个厚度为约0. 1微米 3微米的铌涂层。
34.如权利要求31所述的制品，其中，所述铌涂层包括至少一次铌的物理气相沉积。
35.如权利要求31所述的制品，其中，所述铌涂层包括铌的第一次和第二次物理气相 沉积。
36.如权利要求31所述的制品，所述制品还包括在至少一部分所述经阳极氧化的铌被 覆金属基板上的一个或多个树脂涂层。
37.如权利要求36所述的制品，其中，所述一个或多个树脂涂层被构造为使得所述制 品的耐用性得到提高。
38.如权利要求37所述的制品，其中，所述一个或多个树脂涂层包括聚氨酯树脂和/或 紫外线固化树脂。
39.如权利要求31所述的制品，其中，所述金属基板包括不锈钢和/或钛。
40.如权利要求31所述的制品，其中，所述金属基板包括一种或多种金属和/或一种或多种金属合金。
41.如权利要求31所述的制品，其中，所述金属基板包括不锈钢和钛层，使得所述钛层 设置在所述铌和不锈钢之间。
42.如权利要求31所述的制品，其中，所述制品包括为白色、黑色、灰色、金色、银色、香 槟色、棕色、玫瑰红色、红色、橙色、黄色、绿色、青色、蓝色、靛蓝色和紫色之一的颜色。
43.如权利要求31所述的制品，其中，所述经阳极氧化的铌被覆金属基板具有处于约 400HV 约800HV的范围内的硬度。
44.如权利要求31所述的制品，其中，所述经阳极氧化的铌被覆金属基板包括厚度为 约0. 3微米 约2微米的阳极氧化的氧化物。
45.一种便携式终端，所述终端包含权利要求31 44的任一项所述的制品。
46.如权利要求45所述的便携式终端，其中，所述经阳极氧化的铌被覆金属基板包括 电池盖和/或至少一部分外壳。
全文摘要
本发明的示例性实施方式包括着色的金属制品，所述着色的金属制品可包括经冷阳极氧化的铌被覆金属基板。本发明还公开了关于和/或用于提供着色的金属制品的方法的示例性实施方式，所述金属制品可包括经冷阳极氧化的铌被覆金属基板。在示例性实施方式中，制品主要包括硬度大于或等于约350HV(维氏金刚石棱锥硬度数)的经阳极氧化的铌被覆金属基板。方法的示例性实施方式主要包括阳极氧化铌被覆金属基板，使其硬度大于或等于约350HV(维氏金刚石棱锥硬度数)，和/或在约0摄氏度～约5摄氏度的温度范围内的温度下，使用在不超过约1.5安培的电流范围内的电流来阳极氧化铌被覆金属基板。
文档编号B32B15/01GK102071448SQ200910224
公开日2011年5月25日 申请日期2009年11月20日 优先权日2009年11月20日
发明者刘宪秋, 汪军, 瑞德·尼德尔科恩, 肇睿, 郑侃 申请人:莱尔德电子材料(深圳)有限公司