专利名称：模铸用铝合金材料及投影电视用耦合器的表面处理方法
技术领域：
本发明涉及一种模铸用铝合金材料的表面处理方法，尤其是关于模铸用铝合金材料制成的耦合器表面的处理方法。该耦合器在构成投影电视光学系统的透镜以及CRT(阴极射线显象管)的组合体中，起着组合体的冷却作用和使光透过的光学透镜的作用。
现在，被开发并在普及着的投影电视中，三管三镜筒方式的投影电视结构，是把投射体反射到位于背面的反射镜上，再把被反射的画面投放到前方的屏幕上。即三管三镜筒方式的投影电视系统结构是将把借三基色的红(R)、绿(G)、兰(B)各个投影管(CRT)所形成的单色影像，通过包括冷却系统在内的各自的光学系统，进行放大投影的同时，在背面的反射镜上相互合成在一起，形成一个RGB合成的彩色影像，再把这一影像投放到屏幕上，以便能从前面或背面去观看。
然而，在构成投影电视光学系统的镜头组合体中，连接镜筒(光学透镜组合体)和CRT，冷却组合体和防止光的乱反射，提高透过率而起着光学镜头作用的耦合器，在其中装有冷却用介质，还让通过从RGB投射体被投射的影像。因而它被晒在一个强烈的腐蚀环境中。由此可见，耦合器是要求耐腐蚀性很高，而且要达到相当于电视寿命长度的一个绝对要求耐久性的重要部件。为此，各国的制造公司(索尼，东芝，三菱，日立，松下，菲利浦等)都把它作为各自公司的绝密技术来处理。
另外，包括耦合器的放热销、连结相对物(镜筒、投射体)的部分，其形状都要求一定的精度，为此考虑到成本，都采用铝(镁)及其合金材料的模铸生产。它的表面处理，通常通过阳极氧化处理来形成多孔性的氧化铝(镁)表面，然后在其表面涂覆一层无机或有机染料，接着再进行对孔的封孔处理。
但是，模铸用铝合金材料除铝之外，作为合金成分还含有Si，Cu，Zn，Fe，Mn，Ni等成分。通常，这些成分分布的不均匀。
为此，如果对这种铝合金材料进行阳极氧化处理，那么被生成的氧化层的厚度，孔径以及深度都将不均匀，会使染料的浸透不均匀，致使生产产品的外观以及色相变的不均匀。
尤其是在投影电视用耦合器中，经过一定的时间，被浸透的染料不得发生脱色或剥离现象；如果发生了脱色现象，那就无法视听被放大了的影像。
另外，周知的作为铝及其合金的表面处理方法，在韩国专利1995-4671号中记述着如下的间接浸蚀铝板的工艺过程。即设有清洗铝板材的阶段；设有活化处理阶段，在该阶段中去调整铝板表面的粗糙度使其变得均匀；设有间接浸蚀阶段，在这一阶段去浸蚀板材的一个面；设有表皮膜层处理阶段，在该阶段除去生成的异物之后，去对未作浸蚀的另一面进行阳极氧化处理。该专利记载说，上述的方法具有增大涂敷物的附着力的效果。
另外，在韩国专利公告第1988-840号中，记述着如下的向铝板涂敷聚四氟乙烯树脂的单工序涂敷方法。该工艺是先将铝板表面腐蚀成均匀分布的浸蚀坑；然后把这一被腐蚀的板材以100～150转/分的转速使其旋转的同时，滴喷聚四氟乙烯树脂3～6秒钟；利用这种旋流涂敷方法向塑性铝板涂敷聚四氟乙烯树脂。该专利记载说，上述的方法对增大铝与涂敷物(聚四氟乙烯)之间的附着力及提高耐久性都有很好的效果。
然而，上述的专利全然未提及有关模铸用铝合金材料的表面处理，尤其是有关投影电视用耦合器的表面处理方法。
本发明的另一目的是提供一种由模铸用铝合金材料制作的投影电视用耦合器的表面处理方法，借以解决因工作在极为恶劣的腐蚀环境而要求格外的耐蚀性的需求。
为了达到上述的目的，本发明，先对模铸用铝合金材料进行阳极氧化处理；然后再施行电淀积涂敷。
又为了达到上述的另一目的，本发明先对由模铸用铝合金材料制作的投影电视用耦合器的表面进行阳极氧化处理；然后再施行电淀积涂敷。
具体的说，本发明的模铸用铝合金材料的表面处理方法具有下述特征，即对模铸用铝合金材料进行阳极氧化处理，在表面形成多孔性的氧化皮膜层阶段；在氧化皮膜层上以电淀积涂敷方法，去吸附含有透明或有色的水溶性树脂阶段；对被电淀积涂敷的表面进行干燥的阶段。
另外，本发明还提供一种装有冷却介质的投影电视用耦合器的表面处理方法。该方法具有下述特征，即利用压铸铝合金材料，制作所需形状的耦合器阶段；对耦合器进行阳极氧化处理，在表面形成多孔性的氧化皮膜层阶段；在氧化皮膜层上以电淀积涂敷方法，去吸附含有透明或有色的水溶性树脂阶段；对被电淀积涂敷的表面进行干燥的阶段。
由上可知，本发明具有下述效果跟现有的方法(阳极氧化+染料着色+封孔处理)相比具有更好的耐蚀性；外观及色相的保存期长；不必进行现有方法要求的封孔处理；可以大幅降低制造成本等。
图1-图3是经CASS试验的表面照片。其中，图1示出的是经本发明者们发明的阳极氧化处理之后，进行电淀积涂敷而得的试验结果的照片(实例1的方法)；图2示出的是经阳极氧化处理之后，进行封孔处理而得的试验结果的照片(比较例1)；图3示出的是进行铬酸盐处理和电淀积涂敷而得的试验结果的照片(比较例2)。
如所周知，铝就其本性而言，是个非常活泼的金属。它的表面在空气中，将立即被氧化物覆盖起来，因而铝金属表面就不能裸露在外面。为此，将对铝进行电镀。过去在铝表面电镀其他金属是很困难的。
在自然状态下，形成在铝表面上的厚约100A的氧化膜，在轻微的外力作用下或者在腐蚀环境下，很容易被破坏掉。但是，铝底将立即被氧化，去恢复氧化层。
阳极氧化法是指用一种电气手段，将把上述的自然氧化铝膜层，人为地去增厚到5～15μm以上的一种方法。然而，如果对铝进行阳极氧化，那么在其表面生成的氧化物层中，由于电解液中像硫酸或草酸这种二元酸的溶解作用，将生成许许多多的小坑；而这些小坑将进一步促进氧化物的生成过程。
于是，氧化物层的结构变成为一种其表面积非常大，而且非常活泼的表面结构。这种表面结构，将表现出容易吸附染料或者大气中的气体的性质。
这种氧化膜层，和电镀不同，是由底料金属铝形成的，所以跟铝的附着性非常好，而且耐磨性也好。
如果对这种氧化膜层利用得当，将不但使铝及其合金具有耐腐蚀性，还可以去染成所需要的颜色，去获得良好的外观效果。
通常，模铸用铝合金材料广泛使用KS ALDCS系列材料。这种材料为了提高铸造性能和机械性能，含有大量的硅元素(0.3～18％)和铜(0.05～5.0％)，因而耐蚀性和表面处理性能差。
总之，传统的模铸用铝合金材料的表面处理方法是在阳极氧化处理之后的多孔化表面上，用无机染料进行着色并做封孔处理，对被浸透的染料进行密封处理。然而，这种方法在外观上显得不均匀，而且在耐蚀性方面也有限，所以不适用于用作要求耐蚀性很强的零部件材料上。
另外，下面看一下用铸模用铝合金材料制成的投影电视用耦合器的情形。装入该耦合器的冷却液中为使其具有耐蚀性，使用着添加剂，而且相对的腐蚀性很强。
本发明者们发现，对用铸模用铝合金材料制成的，投影电视用耦合器的表面，进行阳极氧化处理之后，在含有水溶性溶液中，如果使阳极氧化处理而形成的多孔化表面，吸附一层电气上均匀的膜层，那么可获得一种在附着力，光学特性以及耐腐蚀性方面具有性能良好的投影电视用耦合器。
阳极氧化处理技术是把铝作成阳极，并在一定浓度的二二元酸电解液中，极化成适当的条件，然后使其形成一个比自然氧化层要厚的膜层；该处理技术随使用的电解液的种类(硫酸，草酸，铬酸等)和电流的形态(直流，交流，交直流重叠)可分成多种类型。
另外，还可分成维持一定电压的恒压方式和维持一定电流的恒流方式等。
阳极氧化的一般条件举例如下(1)使用直流电源时电解液硫酸10％+草酸25g/l电解温度0℃电流密度2A/dm2电解时间45分(2)使用交流电源时电解液硫酸20％电解温度15℃电流密度2A/dm2，24赫 负荷89％电解时间30分电淀积涂敷技术是在各领域中已被公开的技术。该技术是在装有一定浓度的水溶性涂料(树脂)的容器中，导电的被涂覆物体和相对应的电极之间通上电流，使得在被涂覆的物体上，通电析出一层均匀膜层的一种涂敷技术。
电淀积涂料由树脂，溶剂，分散剂，以及添加剂等来组成。树脂采用具有水溶性或水分散性并能去形成膜层的树脂成分；溶剂采用能去提高溶液的稳定性以及涂敷性的溶剂；分散剂采用能去促进水和树脂的分散作用的产品；添加剂则采用能去调整形成膜层的性能和光泽的添加剂。
一般的电淀积涂料的配料成分举例如下
(1)丙烯树脂5～51％(2)密胺树脂10％以下(3)溶剂及分散剂45％以下(4)添加剂10％以下(5)水剩余的部分本发明的方法具有下述的技术特征在模铸用铝合金材料以及用其制成的投影电视用耦合器的表面处理工艺中，引进从来没用过的电淀积涂敷技术，借以提高被暴露在恶劣腐蚀环境中的材料的光学特性、外观以及耐蚀性。本发明的方法是在多孔化的阳极氧化皮层上，通过浸透的方法来生成膜层的。在这种电淀积涂敷工艺中，最好是按下述的条件来进行处理。当然这不是特意去限制条件的。
(1)氨基酸丙烯树脂10％(2)丙醇(IPA)4％(3)丁基纤维素二糖(BC)1.2％(4)黑色染料5％(5)水剩余的部分(6)作业电压80伏(7)作业时间16秒(8)作业温度28℃下面举例详细说明本发明。
按下述的条件对试料进行了处理；试料选用了KS ALDCS 8.1铝合金材料；压铸的尺寸为17×13cm。
在上述的实例中，电淀积涂敷用涂料使用了韩国大进化学公司生产销售的涂料，该商品名为EDPAINT。
为了测试本发明的效果，对用跟实例相同的材料制成的实验片进行了如下的处理1)阳极氧化+封孔处理(比较例1)；2)铬酸盐+电淀积涂敷(比较例2)。
在1)中，阳极氧化工艺是以跟实例1相同的条件进行的；封孔处理是用日本奥野化学(株)销售的，商品名为Top Seal(DX-300)的材料，在80℃的温度下进行了20分钟的处理。
在2)中，铬酸盐处理是在含有CrO33.5g/l，Na2Cr2O33.5g/l，NaF1.0g/l等的溶液中，以30℃的温度进行了2分钟的处理；阳极氧化工艺是以跟实例1相同的条件进行的。
对以上述方法制造的本发明实例1和比较例1、2，用相同条件，依照KS D9504 CASS试验方法(盐水喷雾试验)，进行了8.5小时的试验。
由照片可知，照片2和照片3从7.5小时开始，在表面上出现了能用肉眼确认出来的腐蚀现象；尤其是照片3腐蚀的最严重。
然而，依照本发明进行处理的照片1，达到8.5小时还不出现能用肉眼确认出来的腐蚀现象；在照片中虽然未示出，已确认实例2和实例3也示出了相同的效果。
权利要求
1.模铸用铝合金材料的表面处理方法，其特征它包含有下述阶段a、对模铸用铝合金材料进行阳极氧化处理，在表面形成多孔性的氧化皮膜层阶段；b、在氧化皮膜层上以电淀积涂敷方法，去吸附含有透明或有色的水溶性树脂阶段；c、对被电淀积涂敷的表面进行干燥的阶段。
2.根据权利要求1所说的处理方法，其特征在于铝合金是ALDCS的八个品种为特征的模铸用铝合金材料的表面处理方法。
3.在根据利要求1和2所说的处理方法，其特征在于电淀积涂敷是在如下的溶液中进行处理的，该溶液的配方为丙烯树脂10～50％；密胺树脂10％以下；溶剂及分散剂45％以下；添加剂10％以下；剩余的部分为水。
4.装有冷却介质的投影电视用耦合器的表面处理方法，其特征在于它包含有下述阶段a、压铸铝合金材料，制作所需形状的耦合器阶段；b、对耦合器进行阳极氧化处理，在表面形成多孔性的氧化皮膜层阶段；c、在氧化皮膜层上以电淀积涂敷方法，去吸附含有透明或有色的水溶性树脂阶段；d、对被电淀积涂敷的表面进行干燥的阶段。
全文摘要
模铸用铝合金材料及投影电视用耦合器的表面处理方法，解决方法包括有下述特征的阶段对模铸用铝合金材料进行阳极氧化处理，在表面形成多孔性的氧化皮膜层阶段；在氧化皮膜层上以电淀积涂敷方法，去吸附含有透明或有色的水溶性树脂阶段；对被电淀积涂敷的表面进行干燥的阶段。本发明的方法尤其适合于投影电视用耦合器的表面处理。
文档编号C25D13/04GK1401825SQ0114007
公开日2003年3月12日 申请日期2001年11月26日 优先权日2001年8月9日
发明者申裁斗, 黄春燮 申请人:申裁斗, 黄春燮