[发明专利]一种冷轧钛材的着色工艺

说明书

本发明公开了一种冷轧钛材的着色工艺，属于钛材加工技术领域。一种冷轧钛材的着色工艺，包括在氮气和惰性气体的混合气氛中，将脱脂处理后的冷轧钛材进行退火处理，即得表面着色的钛材。本发明提供的着色工艺，能够在冷轧钛材退火处理的同时，对冷轧钛材进行表面着色处理，缩短了工艺流程，提升了处理效率。

技术领域

本发明属于钛材加工技术领域，具体涉及一种冷轧钛材的着色工艺。

背景技术

钛材因具有优良的耐蚀性、高端的金属光泽，近年来在建筑装饰领域的应用逐渐兴起，例如杭州大剧院、西班牙里斯卡尔侯爵酒店、日本九州石油体育场等建筑，或采用了钛材的幕墙或采用了钛材的瓦片。

应用于工业的钛材通常不需经过特殊的着色处理，即直接显示钛的金属本色；而在一些个性化的设计中，则需钛材展现特殊的颜色外观，也就是需要对其进行各类着色处理，例如设置在西班牙里斯卡尔侯爵酒店的钛幕墙就采用了紫色、金色等多色的组合。

常见的钛材表面着色工艺有物理气相沉积法(Physical Vapor Deposition,PVD)和阳极氧化法。阳极氧化是将成型、表面清洁后的钛材，放入氧化着色液中，通直流电，通过电极氧化反应，使钛材着色，这种方法具有工序步骤多、所用化学药品种类多等缺点，此外，阳极氧化法着色的处理效率较低，仅适用于小批量加工。相较于阳极氧化法着色，PVD法在一定程度上提升了效率、降低了着色工艺对环境的污染，但仍需在钛材处理完毕后，单独施加PVD法，流程仍然较长，此外，PVD涂层与钛材基体的附着力也有待提高。

综上，现有的钛材表面着色工艺，均存在工艺较长、着色层与基材层结合不够紧密等问题。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种冷轧钛材着色工艺，能够在冷轧钛材退火处理的同时，对所述冷轧钛材进行表面着色处理，缩短了工艺流程，提升了处理效率。

根据本发明的一个方面，提出了一种冷轧钛材的着色工艺，包括在氮气和惰性气体的混合气氛中，将脱脂处理后的冷轧钛材进行连续退火处理，即得表面着色的钛材。

根据本发明的一种优选的实施方式，至少具有以下有益效果：

(1)本发明提供的着色工艺，将表面着色与退火同步完成，可实现连续化、规模化生产，不仅缩短了流程，还大幅提升了表面着色处理的效率。

(2)由于在冷轧过程中，会产生加工硬化，降低材料塑性，因此冷轧钛材需经过退火步骤；本发明提供的着色工艺，在退火的同时进行着色处理，不需要投入新的设备和能耗，节约了钛材表面着色的投入成本。

(3)本发明提供的着色工艺，机理是在退火处理的温度作用下，氮气与钛材基体表面发生化学反应，生成褐色至金色的氮化钛薄膜，由于着色层本是基材层的一部分，因此着色层与基材层的结合紧密，应用过程中着色层不易脱落。

(4)本发明提供的着色工艺，可通过调整参数，在保证机械性能的前提下，控制钛材的着色深度，进而产出具有特定颜色的钛材，满足特定场景中的装饰需求。

在本发明的一些实施方式中，所述冷轧钛材，包括冷轧纯钛带材和钛合金带材。

与热轧钛材(热轧温度一般高于900℃)不同，冷轧钛材表面不存在明显的吸气层(热轧过程中钛材与空气中氧气和氮气反应，产生厚达几十微米的吸气层，过厚的吸气层会影响钛材的机械性能)，因此冷轧钛材可以直接采用本发明提供的工艺进行着色，若将本发明提供的着色工艺应用于热轧钛材，还需在着色处理前，除去热轧过程中钛材表面产生的吸气层。

在本发明的一些实施方式中，所述退火处理，温度为600℃～750℃。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述退火处理，温度为610℃～700℃。