本發(fā)明涉及濺射涂覆，更具體地涉及利用選定的金屬合金進(jìn)行的濺射涂覆。

已經(jīng)從事了對(duì)各種各樣的物品，例如體育獎(jiǎng)杯、交通工具輪、半導(dǎo)體、金屬部件等的濺射涂覆。鋁層上的鉻是已知的。例如，Kloss的美國專利No.7132130B1提供了利用如下的濺射涂覆：第一個(gè)鋁層，然后是鉻層，然后是另一個(gè)鋁層；或同時(shí)共沉積由鋁和鉻構(gòu)成的層。據(jù)稱，這與Goodrich的美國專利No.6399152B1的“鎳/鉻層的蒸氣沉積”(“施加的層包含約50～80％的鎳和50～20％鉻…通過濺射工藝在所述鎳/鉻層上施加鉻金屬層，所述施加的鉻層包含約99.99％的鉻”)不同。Blum的美國專利4131530示出了濺射基本上由5～30％的鐵和清除劑元素及鉻構(gòu)成的靶體。Schwing等的美國專利5656335描述了利用“…在等離子體中蒸發(fā)的…金屬如鋁、鉻、鈦、銀或金”的焊上的漆底(lacquer base)。Mullaney Jr.的美國專利4931366示出了在其間具有金屬的透明底涂層和透明頂涂層，在實(shí)施例中有304型不銹鋼和黃銅合金(60/40)的濺射涂層。其還陳述“單質(zhì)金屬例如鋁、銀、金、銅、鉻、鎳及其合金可用于給出通常與其相關(guān)的外觀。當(dāng)采用濺射涂覆時(shí)，可沉積金屬合金來給出通常與這些合金即黃銅和不銹鋼相關(guān)的金屬外觀。因此，該方法使得能夠廣泛選擇金屬拋光劑。盡管最初的金屬沉積物和裝飾性金屬層將通常利用相同的金屬(或合金)，但為了特定的性能，或?yàn)榱颂囟ǖ耐庥^效果，可以在所述兩個(gè)步驟期間通過掩蔽而采用兩種不同的金屬?！贝送?，Adachi的美國專利4247600示出了在銅層之上沉積的鉻層。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明由本權(quán)利要求書闡述，且僅由它們闡述。總之，在沒有限制的情況下，方法可包括以下行為：

提供固體工件，其為選自如下的暴露于戶外環(huán)境的交通工具部件：輪、主體板件和外飾；和

在所述工件的至少一部分上濺射沉積至少一個(gè)金屬合金涂層。金屬合金涂層是利用鋁、鉻和鎳濺射上去的。

一種部件，例如選自交通工具輪、主體板件和外飾的暴露于戶外環(huán)境的交通工具部件，設(shè)置有利用鋁、鉻和鎳濺射上去的金屬合金涂層。

這些和其它的目的和特征在下面進(jìn)一步進(jìn)行闡述。

附圖說明

圖1是一種涂覆方法的示意圖。

圖2是涂覆工件的一個(gè)實(shí)例的部分橫截面圖。

圖3是涂覆工件的另一個(gè)實(shí)例的部分橫截面圖。

圖4是涂覆工件的另一個(gè)實(shí)例的部分橫截面圖。

圖5是涂覆工件的另一個(gè)實(shí)例的部分橫截面圖。

具體實(shí)施方式

為了促使理解本發(fā)明的目的，現(xiàn)在將參考附圖中示出的實(shí)施方式并且將使用特定的語言來描述它們。然而，將理解無意由此限制本發(fā)明的范圍。在所述實(shí)施方式中的任何改變和進(jìn)一步的修改，以及任何對(duì)如本文中描述的本發(fā)明原理的進(jìn)一步應(yīng)用被理解為將對(duì)于本發(fā)明涉及的本領(lǐng)域技術(shù)人員是通常出現(xiàn)的。極為詳細(xì)地示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，但是對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見的是，為了清楚可能不會(huì)示出與本發(fā)明不相關(guān)的一些特征。

參照附圖(圖1～5)中示出的實(shí)例，示出了涂覆表面的方法和涂覆的工件10。所述方法可包括以下操作：提供固體工件10，所述工件為選自交通工具輪10、主體板件和外飾的暴露于戶外環(huán)境的交通工具部件；和在所述工件的至少一部分上濺射沉積至少一個(gè)金屬合金涂層120和/或220。

任選地，所述工件可來自任何各種的物品和/或領(lǐng)域，所述物品和/或領(lǐng)域包括但不限于：工具，汽車和/或其它交通工具零件(例如燈和燈反射罩，內(nèi)飾，暴露于戶外環(huán)境的交通工具部件例如輪、主體板件、外飾等)，整形外科(例如植入物、儀器和/或箱或托盤)，其它醫(yī)療器件和植入物，交通工具側(cè)板，鏡子，外殼(例如用于鉆機(jī)、鬧鐘、電話、行李或其它的外殼)，防護(hù)罩，衛(wèi)星和宇宙飛船，陶器和餐具，船和艇，器皿，或任何其它種類的制件。

其中，任選而非必需地，所述工件可以具有高的線性熱膨脹系數(shù)和/或可被用于溫度變化顯著的環(huán)境中。例如，下表1示出了可以制造其全部或部分(核或其它)的任選材料的一些實(shí)例：

表1：在20℃下的示例線性熱膨脹系數(shù)，以μm/m/開氏度(K)計(jì)量

任選而非必需地，所述固體工件10在20℃下具有大于10的線性熱膨脹系數(shù)。任選而非必需地，所述固體工件在20℃下具有大于15且小于40的線性熱膨脹系數(shù)。

所述金屬合金涂層120和/或220按如下包含鋁、鉻和鎳(和任選由它們構(gòu)成，或基本上由它們構(gòu)成)。它們的重量百分比可以變化，但包括約50～80重量％的鋁，約5～25重量％的鉻；和約5～25重量％的鎳。然而，任選但更優(yōu)選地，鎳和鉻的所述重量百分比各自為約10～25重量％。至少一個(gè)實(shí)例可任選為約60重量％的鋁、約20重量％的鉻；和約20重量％的鎳。這樣的鋁可用鋁合金，用鋁和一種或多種已經(jīng)在這些范圍內(nèi)占有的鉻和鎳以外的金屬代替。所述濺射的金屬合金涂層優(yōu)選包含足以提供鏡面拋光的鉻；和以小于50重量％鎳的量包含鎳；和以至少50重量％鋁的量包含鋁，其中所述金屬合金涂層形成鏡面拋光。在權(quán)利要求書范圍內(nèi)的一些其它非限制性實(shí)例在以下預(yù)示性實(shí)例中闡述。任選而非必需地，金屬合金涂層不含硅酸鹽。除非有表述性地陳述，否則在這些范圍內(nèi)允許小于1重量％的痕量雜質(zhì)和/或其它成分。

任選而非必需地，所述方法可包含以下特征：其中濺射來自單個(gè)靶或源20(圖1)，所述靶包含所述金屬的組合(壓粉或其它)。任選而非必需地，從基本上由鋁、鉻和鎳構(gòu)成的單個(gè)靶沉積鋁、鉻和鎳。通常，濺射來自一個(gè)或多個(gè)槍或敷料器21?；蛘?，濺射可以任選地來自超過一個(gè)(例如兩個(gè)或三個(gè)以上)由相同或不同金屬和/或不同合金制成的靶。這可以利用來自各種靶的同時(shí)(其包括部分地同時(shí)，即在時(shí)間上部分重疊)和/或非同時(shí)的濺射進(jìn)行。此外，任選而非必需地，可在一個(gè)或多個(gè)靶的濺射能級(jí)隨時(shí)間不變、增加、降低和/或進(jìn)行調(diào)節(jié)的情況下進(jìn)行來自一個(gè)或多個(gè)靶的濺射。因此，舉一個(gè)例子，如果靶A比靶B具有更高百分比的鎳，則由其沉積的來自靶A的能級(jí)和相關(guān)的材料可能在濺射結(jié)束期間增加。這可能導(dǎo)致在表面附近，更靠近表面的金屬涂層具有更高百分比比例的鎳的區(qū)域(子層)，從而例如增強(qiáng)耐酸性。作為另一個(gè)選擇，這可以連續(xù)進(jìn)行。圖5圖示了在其上具有第一金屬合金涂層或區(qū)域120和第二金屬合金涂層或區(qū)域220的工件10。當(dāng)使用時(shí)，它們?nèi)芜x可以是離散的或混合的。

任選而非必需地，所述方法可包括以下特征：其中所述工件10包含在上面具有熱熔聚合物粉末涂層130(參見例如圖3和圖4)的金屬核。任選而非必需地，所述方法可包括以下特征：其中所述工件包含鋁交通工具輪10。例如，一個(gè)或多個(gè)這樣的聚合物涂層可利用敷料器31(噴槍、靜電敷料器或其它)而來自一種或多種聚合物涂料的源30(圖1)。可使用熱來熔化這種涂料，所述涂料例如可以是熱固性的和/或熱塑性的。通常在完成工件的金屬核的清潔之后和進(jìn)行濺射之前完成底涂層。當(dāng)完成時(shí)，頂涂層例如140通常在之后完成。

任選而非必需地，所述涂層具有大于300埃且小于2000埃的平均厚度(例如121，圖2)。然而，其可以更大或更小。

任選地，所述金屬合金涂層可有大于300埃且小于700埃的平均厚度，可以為約500埃厚，并且是透光的。可使用較薄的層來提供來自工件和/或來自層130的著色。

在另一種選擇中，金屬合金涂層具有至少約1000埃的平均層厚度，可以為約1200埃，并且是不透光的。

任選而非必需地，所述金屬涂層可具有這樣的抗張強(qiáng)度，使得對(duì)于給定的厚度，所述涂層承受高達(dá)約300、優(yōu)選高達(dá)約400兆帕斯卡(MPa)的極限抗拉強(qiáng)度。然而，在一些應(yīng)用中，更大或更小的這樣的應(yīng)力值可能是適合的。

任選而非必需地，所述工件包含在上面具有聚合物粉末涂層130(圖3和4)和/或140(圖4)的金屬部。任選而非必需地，所述金屬合金涂層形成鏡面拋光。不論情況是否如此，任選的聚合物涂層140可優(yōu)選是透明的，例如用于保護(hù)的透明涂層。層130和/或140可各自包含單個(gè)的層或多個(gè)子層。在所描述或繪制的任何實(shí)例中可包含或不包含層130和/或140(以及其它層)(圖1、2、5)。

任選而非必需地，所述合金涂覆的工件可用于粗糙和/或腐蝕性的環(huán)境中，并且可能需要在其中是耐用的。并且，任選而非必需地，所述合金涂覆的工件可通過以下試驗(yàn)中的一個(gè)或多個(gè)：(a)涂層的粘附性，ASTM D-3359-02；(b)耐碎石性，在23℃(74°F)和-20℃下的碎石的SAE J400 0.5L(1.05pts.)；(c)酸試驗(yàn)，對(duì)其中列出的pH為2.8的酸性Eagle One(商標(biāo))Chrome&Wheel Cleaner，665856(Ashland)(其配方按MSDS R0336584，第3.8版(8/22/2012)除其它以外包括：約5-10％濃度的磷酸；約1.5-5％濃度的二水合乙二酸；約0.5-1％濃度的硫酸；和約0.1-0.9％濃度的氫氟酸)的耐化學(xué)性(按基于SAE J2792的室內(nèi)試驗(yàn)方法)；和/或(d)涂層粘附性的熱沖擊試驗(yàn)，福特實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)方法BI 107-05。

如在此(權(quán)利要求書、說明書和其它定義)使用的，以下術(shù)語具有以下含義：

冠詞和詞組例如“所述”、“一個(gè)”、“一種”、“至少一個(gè)”和“第一個(gè)”、“包含”、“具有”和“包括”在此不限于是指僅有一個(gè)，而是兼取和開放式的，從而任選地還包括這種要素或其它要素中的兩個(gè)或更多個(gè)。在本文中的詞語或術(shù)語或詞組的含義方面，其中的文字差異不是多余的且具有不同的含義，并且與相同或其它權(quán)利要求中的詞語或術(shù)語或詞組不是同義的。

詞組“基本上由…構(gòu)成”意味著指定的材料和/或成分和/或步驟和/或操作和/或其它要素，以及不實(shí)質(zhì)上影響權(quán)利要求中的本發(fā)明的基本和新穎特征的那些(作為轉(zhuǎn)變)或所述要素或所述組。

詞組“由…構(gòu)成”意味著僅包含明確陳述的，并且排除未在權(quán)利要求中限定的任何步驟、操作、材料成分或要素(作為轉(zhuǎn)變)或所述要素或所述組，但不必要求不存在痕量(小于1重量％)的雜質(zhì)。

術(shù)語“和/或”在此是兼取的，意味著“和”以及“或”。例如，“P和/或Q”涵蓋了P、Q以及P與Q；并且這樣的“P和/或Q”可還包括其它要素。

在此的術(shù)語“手段”和/或“用于…的手段”和/或“步驟”和/或“用于…的步驟”，當(dāng)用于權(quán)利要求中時(shí)，關(guān)于所引的一個(gè)或多個(gè)功能和相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)或一個(gè)或多個(gè)操作(包括在定義或該公開內(nèi)容的其它地方的替代形式)以及其等價(jià)物援引35U.S.C§112(f)手段加功能。

如在本文中使用的術(shù)語“涂層”具有以下含義：在一些其它結(jié)構(gòu)或?qū)由系囊粋€(gè)或多個(gè)層。一個(gè)涂層可在它與它涂覆的物體中間具有一個(gè)或多個(gè)層或區(qū)域。

如本文中使用的術(shù)語“透光的”具有以下含義：不論是否部分折射或散射，涂層或?qū)釉试S可見白光強(qiáng)度的至少約20％在一個(gè)方向上通過它。

如本文中使用的術(shù)語“固體工件”具有以下含義：不是液體或氣體的制品(一件或多件)。其可以由任何一種或多種材料(包括但不限于表1中列出的那些)制成，可以有或沒有一個(gè)或多個(gè)涂層、一個(gè)或多個(gè)熱熔粉末涂層或其它。

如本文中使用的術(shù)語“金屬合金”具有以下含義：兩種或更多種金屬的均勻混合物或固溶體，一種金屬的原子代替或占據(jù)其它一種或多種金屬原子之間的間隙位置。

術(shù)語“暴露于戶外環(huán)境的交通工具部件”是交通工具(汽車、卡車、摩托車、船、飛機(jī)等)的零件，其通常位于交通工具的外部，使得其暴露于雨、冰雹、道路用鹽、巖石和/或道路塵垢中的一種或多種。

如本文中使用的術(shù)語“合金金屬”具有以下含義：彼此合金化或?qū)?huì)彼此合金化以形成金屬合金的兩種或更多種金屬。

如本文中使用的術(shù)語“平均厚度”具有以下含義：通過隨機(jī)在其中的任何一個(gè)1cm直徑圓形區(qū)域上取五個(gè)厚度樣品，或?qū)τ诟〉膮^(qū)域表面，在整個(gè)這樣的更小表面上隨機(jī)取五個(gè)這樣的樣品，而得到的給定區(qū)域的平均厚度。

如本文中使用的術(shù)語“硅酸鹽”具有以下含義：含有陰離子性硅化合物的化合物。

如本文中使用的術(shù)語“重量百分比”具有以下含義：特定組分(如金屬)的重量百分比，該特定組分在此通常為合金、涂料、涂層和/或靶的一部分。

如本文中使用的術(shù)語“濺射沉積”具有以下含義：通過濺射沉積薄膜，所述濺射為以下方法，其中由于高能粒子對(duì)靶的轟擊，原子從固體靶材射出。其可包括但不限于等離子體氣相沉積，物理氣相沉積，電子濺射，電位濺射，磁控濺射，脈沖激光沉積，離子束濺射，離子輔助沉積，氣流濺射等。

如本文中使用的術(shù)語“靶”具有以下含義：用于濺射沉積中的材料的來源，所述材料通常為金屬和/或金屬和/或金屬合金和/或金屬或合金混合物(粉末，包括但不限于通過熱等靜壓(HIP)工藝由金屬粉末制造的粉末，或其它)。

如本文中使用的術(shù)語“金屬核”具有以下含義：作為金屬且位于非金屬涂層下方的工件的部分。

如本文中使用的術(shù)語“聚合物涂層”是指通過如下形成的涂層：通過將聚合物粉末施加(通過噴霧、浸漬、靜電施加或其它)至一個(gè)或多個(gè)表面并且將其在這種表面上熔化使得其熔化或熔融在一起而形成涂層。其后所述涂層可為熱固性或熱塑性的。

僅通過非限制性實(shí)例舉例，實(shí)例Al-Cr-Ni金屬合金濺射涂層(重量百分?jǐn)?shù)：Al：60％，Cr：20％，Ni：20％)的各種試驗(yàn)是有利的。

落入各項(xiàng)權(quán)利要求中的其它預(yù)示性實(shí)例是可行的，舉幾個(gè)例子來說，所述實(shí)例例如包括重量百分比為以下或約為以下的合金：(a)鋁50，鉻25，鎳25；(b)鋁55，鉻20，鎳25；(c)鋁60，鉻25，鎳15；(d)鋁60，鉻15，鎳25；(e)鋁70，鉻20，鎳10；(f)鋁70，鉻10，鎳20；(g)鋁70，鉻15，鎳15；(h)鋁75，鉻15，鎳10；(i)鋁75，鉻10，鎳15；(j)鋁80，鉻10，鎳10；(k)鋁80，鉻15，鎳5；(l)鋁50+，鉻5，鎳10；(m)鋁50+，鉻10，鎳5。任選地，其它金屬，例如在本文

背景技術(shù)：
中列出的那些也可以合金化。任選地，所述合金可以包含足以提供鏡面拋光的鉻；和小于50重量％鎳的量的鎳；和至少50重量％鋁的量的鋁，并且，其中所述金屬合金涂層形成鏡面拋光。

本發(fā)明可包含如下的任何一種或多種制品或器件，其通過要求保護(hù)的方法中的任一種生產(chǎn)，和/或通過不同方法但利用要求保護(hù)的組成生產(chǎn)。

除了以上明確限定的術(shù)語，權(quán)利要求書和書面說明書和上述限定中使用的語言僅具有其普通和一般的含義。這種普通和一般的含義在此定義為包括源自最新出版(在本文件的提交日)的通用韋氏詞典(general purpose Webster dictionaries)和蘭登書屋詞典(Random House dictionaries)的所有一致詞典定義。

雖然在附圖和前述說明書中詳細(xì)說明并描述了本發(fā)明，但是附圖和說明書在性質(zhì)上被視為說明性的而非限制性的，要理解只是示出和說明了優(yōu)選的實(shí)施方式，且期望保護(hù)落入由所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明主旨范圍內(nèi)的所有變化、等價(jià)體和修改。將在該說明書引用的所有出版物、專利和專利申請(qǐng)通過參考并入本文中，就好像各個(gè)單獨(dú)的出版物、專利或?qū)＠暾?qǐng)被特別地和單獨(dú)地指示為以其整體通過參考并入且進(jìn)行闡述。