顏色標識的不鏽鋼接頭和管箍的製作方法
2023-10-22 17:00:12
專利名稱：顏色標識的不鏽鋼接頭和管箍的製作方法
顏色標識的不鏽鋼接頭和管箍相關申請的交叉引用本申請基於臨時申請60/653147 (申請日2005年2月15日)，在 此要求其的權益。
背景技術：
和發明概述美國專利5573529描述了 一種用於顏色標識不鏽鋼醫學器械的方 法，其中將著色水性聚氨酯塗料電沉積在該器械的"非入侵"部分上， 然後固化。所形成的塗層據說在正常的光線下易於觀察到，並且足夠堅 固來抵抗反覆的處理和高壓滅菌器殺菌。根據專利權人所言，相對於當 時的用於顏色標識金屬製品的現有技術而言，它們代表了 一個相當大的 進步，當時的現有技術製造的塗層在正常光線下很難觀察到，在反覆高 壓滅菌後傾向於剝落和/或塗層太厚，對設備的功能產生不利影響。對 此前本領域用於顏色標識金屬製品不同的的方法以及每個方法的不足 的廣泛的討論被詳細的記錄在這個專利的背景技術部分。在另外一個用於顏色標識金屬製品的技術中(其在上述的'529專利 中被提及並且在美國專利No.5275612中進行了詳細的討論)，不同顏 色的塑料管箍被用來標識不同類型的腹腔鏡檢查醫學器械。在仍然的另外 一 個用於顏色標識金屬製品的技術中，如美國專利 No.5062173中所述，單個的不鏽鋼刀片或具有"瑞士軍刀"性質的多功 能工具"通過用帶有著色"TEFLON"的塗層…或通過電鍍"來進行顏 色標識。但是，這些著色方法的詳細內容並未被描述。在這些專利中所述的技術在用於著色不鏽鋼管接頭和管箍時被認 為是無效的，這裡作為在該接頭"緊固"(即最終緊固)過程中產生的重 壓力的結果，所述的接頭，管箍和/或所連接的管經歷了較小但並非無關 緊要的變形。這是因為作為在這個環境下受到的壓力產生的結果，這些 專利中所述的常規製備的顏色塗層可能降解。此外，這樣的塗層還可能 改變所述的接頭/管箍組件適應外加應力的動態響應，由此對接頭性能產 生不利影響。具體的，所述的管道-用在大部分管道接頭中的夾緊管箍具有不同
的功能，這取決於它們所使用的具體的接頭類型。例如， 一些管箍具有 前沿或"切"邊，其在緊固過程中切入或"咬"入所連接的管道中。在 另一個接頭中，所述的管箍在密封過程中經歷一個明顯的塑性變形。在 仍然另外一個接頭設計中，所述的管箍可能以上這兩種情況都有。參見
共同轉讓申請系列No.US60/652631 (代理人案號第22188/06884)，該公 開的內容在此引入作為參考。對於這些應用，用來指示顏色的油漆、聚 合物或其他塑料製品被認為是無法接受的，因為由於在緊固過程中受到 的重壓，這些材料很可能發生變形和/或分層。
在美國專利No.4026737 、美國專利No.4269633 、美國專利 No.4859287和美國專利No.4620882中描述了用於製造大面積建築結構 元件例如建築板等的著色方法，其中將連續的不鏽鋼板浸入含有鉻酸和 硫酸的水浴中，任選的帶有電能。取決於所用的條件，形成不同顏色的 氧化物膜。但是，這些方法的目標是在同樣的和隨後的工件上實現顏色 均勻。也就是說，其目標是生產在其全部表面上具有相同色調的大面積 建築工件，以及從一個工件到另一個工件重複而準確的再生這個相同的 色調。用於區分目的的顏色標識並未^^皮涉及到。此外，如同上面討i侖的 顏色標識技術中的例子一樣，這個著色技術的使用目的並非是用於在使 用過程中其顏色部分經受實質性變形應力的物體上。
根據本發明，通過在該接頭(或它的零件)的一個或多個表面上電化 學或熱生成著色氧化物膜，不鏽鋼管接頭被顏色標識來易於區別，該著 色氧化物膜具有< 1000A (即< 100Nm)，優選《500A(即《50Nm)的厚 度。已經發現使用這個方法，所施加的氧化物層是足夠薄的並且具有足 夠的粘接性，即不僅能夠抵抗外加應力而沒有顯著的降解，而且基本上 沒有對接頭的性能產生不利影響。
發明詳述
管接頭和管箍
管接頭是公知的商業製品，其描述在例如共同轉讓申請系列 No.US60/652631 (代理人案號第22188/06884)中,所公開的內容在此引 入作為參考。典型的，接頭由不同的零件組成，包括本體部分、螺母、 管箍或"壓縮套，，等。此外如系列號US60/652631中所述，管箍可以設
計成為在緊固過程中發生塑性變形或其前沿咬入所連接的管道中，或者
兩者都有。根據本發明，通過在該接頭或它的零件的一個或多個表面上 形成著色氧化物膜，這樣的接頭(和/或其零件)可以被顏色標識而易於區 分。
雖然管接頭可以由廣泛的多種不同金屬來製造，但是特別有益的接
頭是由包含5-50，優選10-40重量％ Ni的鋼來製造。優選的合金包含 10-40重量％的Ni和10-35重量％的Cr。更加優選的是不鏽鋼，尤其是 AISI 300和400系列的鋼。特別有益的是AISI 316、 316L、 317、 317L 和304不鏽鋼、合金600、合金C-276和合金20Cb來命名的一些例子。 由這樣鋼所製造的接頭，尤其是由奧氏體不鏽鋼所製造的接頭被發現在 高純度管線系統(即用來加工高純度液體和氣體的管線系統)中特別有 用，還可參見美國專利No.6547888Bl，所公開的內容在此引入作為參考。
著色氧化物塗層
眾所周知，不鏽鋼是不鏽的，因為鋼中的鉻金屬與空氣接觸而被氧 化，由此形成一個薄的、粘在一起的(密封的)氧化鉻層，大概有20A厚。 為了方便，這個鉻氧化物塗層將被稱為"原生"鉻氧化物塗層。根據本 發明，在這樣的不鏽鋼接頭和/或其零件的表面上形成不同顏色的氧化物 塗層，用來幫助區分不同類型、尺寸等的這樣的產品。在本文中，"不 同顏色的塗層"將被理解為意思是不僅相互之間的塗層的顏色不同，而 且也不同於原生的鉻氧化物塗層。
著色氧化物塗層可以根據本發明以多種不同的方式來產生。根據一 種技術，著色氧化物塗層通過在含氧氣體例如空氣存在下，在高溫下長 時間加熱該不鏽鋼工件來形成。這將導致鋼中另外量的鉻被氧化，由此 增加了該工件表面上的所述的粘在一起的鉻氧化物塗層的厚度。以這種 方式形成的氧化物塗層表現出取決於塗層厚度的不同的顏色。因此，通 過選擇合適的用於熱處理的時間和溫度來產生不同顏色的接頭和接頭 零件是可能的。由於這些塗層表現出至少一些多孔性，因此還可以將另 外的著色劑例如染料和/或顏料加入到這樣的氧化物塗層中，典型的是通 過有機溶劑或其他介質加入。
另外的用來產生著色氧化物塗層的方法是用鉻金屬或含鉻金屬的 合金來對接頭或零件進行電鍍。 一旦將這樣的電鍍工件暴露於含氧氣體 例如空氣中，鉻將會被氧化。這將產生另外的粘在一起的鉻氧化物塗
層，即在該不鏽鋼製品的原生鉻氧化物塗層之上並覆蓋其的鉻氧化物塗 層(理解為這些兩個鉻氧化物塗層可以合為 一個)。因為以這種方式製造 的鉻氧化物塗層具有固有的至少某種程度的多孔性，所以不同的顏色可 以通過用著色劑例如染料或顏料浸漬而引入到這樣的塗層中，染料或顏 料例如通常包含在有機溶劑或其它合適的介質中。
無論使用何種技術來生產著色氧化物塗層，它都應當足夠厚來允許 所期望的顏色賦予其中，但是不能太厚以至於對接頭或其零件的功能產
生不利影響。因此，所述的著色氧化物塗層將通常典型的在至少大約50A 厚，但不大於大約IOOOA厚。特別有益的厚度數量級是大約75-750A， 並且更加特別的是100-500A，以及大約200-400A,並且甚至是250-350A。
滲碳工件
在上面提到的共同轉讓美國專利6547888B1中，描述了許多通過低 溫滲碳來增加由奧氏體不鏽鋼製造的製品硬度的不同技術，即以這樣的 方式進行滲碳，以至於形成富有分散的碳而基本不含碳化物沉澱的硬化 表面或"殼(case)"。本發明的技術可以用來產生在接頭(包括其零件) 上的著色氧化物塗層，該接頭(包括其零件)已經通過任何這樣的低溫 滲碳技術進行過低溫滲碳處理。
在上面提到的共同轉讓系列申請No.US60/652631(代理人案號第 22188/06884)中，描述了用來提高各種不同類型管接頭的性能以及通過 在其中使用潤滑劑將其連接的技術。其他用來將潤滑劑應用到不鏽鋼製 品的技術通常是公知的。全部這樣的技術可以和本發明的技術結合使 用。也就是說，具有根據本發明的著色氧化物塗層的接頭和接頭零件可 以通過這些衝支術中的任何一個來進行潤滑。
權利要求
1. 一種顏色標識的不鏽鋼管接頭或者該接頭的零件，將該接頭或零 件進行處理，目的是賦予零件區分色到它的一個或多個表面上，該顏色 與未進行處理的接頭或零件的顏色不同，該零件區分色是由具有<iooo A厚度的著色氧化物塗層形成的。
2. 權利要求l的接頭或零件，其中所述的接頭或零件是管箍。
3. 權利要求2的接頭或零件，其中所述的不鏽鋼管接頭被設計用來 連接到管道上，其中所述的管箍具有前沿，並且其中 設計該管箍使得在緊固過程中，這個前沿咬入所述的管道中，或者 設計該管箍使其在緊固過程中，經歷塑性變形，或者 二者都有。
4. 權利要求1的接頭或零件，其中著色氧化物塗層是電化學或加熱 產生的。
5. 權利要求1的接頭或零件，其中在施加著色氧化物塗層之前，將 所述的接頭或零件進行低溫滲碳處理。
6. 權利要求5的接頭或零件，其中所述的接頭或零件是管箍。
7. 權利要求6的接頭或零件，其中所述的不鏽鋼管接頭被設計用來 連接到管道上，其中所述的管箍具有前沿，並且其中 設計該管箍使得在緊固過程中，該前沿咬入所述的管道中，或者 設計該管箍使其在緊固過程中，經歷塑性變形，或者 二者都有。
8. 權利要求7的接頭或零件，其中著色氧化物塗層是電化學或加熱 產生的。
9. 權利要求5的接頭或零件，其中在所述的其上具有不同顏色的 氧化物塗層的接頭或零件的表面上施加潤滑劑。
10. 權利要求9的接頭或零件，其中所述的在它的一個或多個表面 上具有不同顏色的氧化物塗層的接頭或零件為管箍。
11. 權利要求10的接頭或零件，其中所述的不鏽鋼管接頭被設計用 來連接到管道上，其中所述的管箍具有前沿，並且其中 設計該管箍使得在緊固過程中，這個前沿咬入所述的管道中，或者 設計該管箍使其在緊固過程中，經歷塑性變形，或者 二者都有。
12. 權利要求1的接頭或零件，其中所述的著色氧化物塗層的厚度是大約50A厚，但是不大於大約IOOOA厚。
13. —種用來使不同類型或尺寸的不鏽鋼管接頭或該接頭的零件易 於區分的方法，其包括在不同接頭或零件的一個或多個表面上形成不同顏色的氧化物塗層，該著色氧化物塗層具有《ioooA的厚度。
14. 權利要求13的方法，其中所述的不同顏色的氧化物塗層是電化 學或加熱產生的。
15. 權利要求13的方法，其中所述的具有不同顏色氧化物塗層的接 頭或零件是管箍。
16. 權利要求15的方法，其中所述的不鏽鋼管接頭被設計用來連接 到管道上，其中所述的管箍具有前沿，並且其中 設計該管箍使得在緊固過程中，該前沿咬入所述的管道中，或者 設計該管箍使其在緊固過程中，經歷塑性變形，或者 二者都有。
17. 權利要求13的方法，其中在施加著色氧化物塗層之前，已將所 述的接頭或零件進行低溫滲碳處理。
18. 權利要求17的方法，其中所述的具有不同顏色氧化物塗層的接頭或零件是管箍。
19. 權利要求18的方法，其中所述的不鏽鋼管接頭被設計用來連接 到管道上，其中所述的管箍具有前沿，並且其中 設計該管箍使得在緊固過程中，這個前沿咬入所述的管道中，或者 設計該管箍使其在緊固過程中，經歷塑性變形，或者 二者都有。
20. 權利要求17的方法，其中在所述的其上具有不同顏色的氧化物 塗層的接頭或零件的表面上施加潤滑劑。
21. 權利要求20的方法，其中所述的具有不同顏色氧化物塗層的接 頭或零件是管箍。
22. 權利要求21的方法，其中所述的不鏽鋼管接頭被設計用來連接 到管道上，其中所述的管箍具有前沿，並且其中 設計該管箍使得在緊固過程中，這個前沿咬入所述的管道中，或者 設計該管箍使其在緊固過程中，經歷塑性變形，或者 二者都有。
全文摘要
一種不鏽鋼管接頭或者其零件，通過在它的一個或多個表面上提供不同顏色的氧化物塗層來進行顏色標識，該著色氧化物塗層具有≤1000的厚度。
文檔編號C23C10/12GK101124354SQ200580048352
公開日2008年2月13日 申請日期2005年11月22日 優先權日2005年2月15日
發明者C·W·海斯二世, P·C·威廉斯, P·埃勒斯 申請人:斯瓦戈洛克公司