专利名称：颜色标识的不锈钢接头和管箍的制作方法
颜色标识的不锈钢接头和管箍相关申请的交叉引用本申请基于临时申请60/653147 (申请日2005年2月15日)，在 此要求其的权益。
背景技术：
和发明概述美国专利5573529描述了 一种用于颜色标识不锈钢医学器械的方 法，其中将着色水性聚氨酯涂料电沉积在该器械的"非入侵"部分上， 然后固化。所形成的涂层据说在正常的光线下易于观察到，并且足够坚 固来抵抗反复的处理和高压灭菌器杀菌。根据专利权人所言，相对于当 时的用于颜色标识金属制品的现有技术而言，它们代表了 一个相当大的 进步，当时的现有技术制造的涂层在正常光线下很难观察到，在反复高 压灭菌后倾向于剥落和/或涂层太厚，对设备的功能产生不利影响。对 此前本领域用于颜色标识金属制品不同的的方法以及每个方法的不足 的广泛的讨论被详细的记录在这个专利的背景技术部分。在另外一个用于颜色标识金属制品的技术中(其在上述的'529专利 中被提及并且在美国专利No.5275612中进行了详细的讨论)，不同颜 色的塑料管箍被用来标识不同类型的腹腔镜检查医学器械。在仍然的另外 一 个用于颜色标识金属制品的技术中，如美国专利 No.5062173中所述，单个的不锈钢刀片或具有"瑞士军刀"性质的多功 能工具"通过用带有着色"TEFLON"的涂层…或通过电镀"来进行颜 色标识。但是，这些着色方法的详细内容并未被描述。在这些专利中所述的技术在用于着色不锈钢管接头和管箍时被认 为是无效的，这里作为在该接头"紧固"(即最终紧固)过程中产生的重 压力的结果，所述的接头，管箍和/或所连接的管经历了较小但并非无关 紧要的变形。这是因为作为在这个环境下受到的压力产生的结果，这些 专利中所述的常规制备的颜色涂层可能降解。此外，这样的涂层还可能 改变所述的接头/管箍组件适应外加应力的动态响应，由此对接头性能产 生不利影响。具体的，所述的管道-用在大部分管道接头中的夹紧管箍具有不同
的功能，这取决于它们所使用的具体的接头类型。例如， 一些管箍具有 前沿或"切"边，其在紧固过程中切入或"咬"入所连接的管道中。在 另一个接头中，所述的管箍在密封过程中经历一个明显的塑性变形。在 仍然另外一个接头设计中，所述的管箍可能以上这两种情况都有。参见
共同转让申请系列No.US60/652631 (代理人案号第22188/06884)，该公 开的内容在此引入作为参考。对于这些应用，用来指示颜色的油漆、聚 合物或其他塑料制品被认为是无法接受的，因为由于在紧固过程中受到 的重压，这些材料很可能发生变形和/或分层。
在美国专利No.4026737 、美国专利No.4269633 、美国专利 No.4859287和美国专利No.4620882中描述了用于制造大面积建筑结构 元件例如建筑板等的着色方法，其中将连续的不锈钢板浸入含有铬酸和 硫酸的水浴中，任选的带有电能。取决于所用的条件，形成不同颜色的 氧化物膜。但是，这些方法的目标是在同样的和随后的工件上实现颜色 均匀。也就是说，其目标是生产在其全部表面上具有相同色调的大面积 建筑工件，以及从一个工件到另一个工件重复而准确的再生这个相同的 色调。用于区分目的的颜色标识并未^^皮涉及到。此外，如同上面讨i仑的 颜色标识技术中的例子一样，这个着色技术的使用目的并非是用于在使 用过程中其颜色部分经受实质性变形应力的物体上。
根据本发明，通过在该接头(或它的零件)的一个或多个表面上电化 学或热生成着色氧化物膜，不锈钢管接头被颜色标识来易于区别，该着 色氧化物膜具有< 1000A (即< 100Nm)，优选《500A(即《50Nm)的厚 度。已经发现使用这个方法，所施加的氧化物层是足够薄的并且具有足 够的粘接性，即不仅能够抵抗外加应力而没有显著的降解，而且基本上 没有对接头的性能产生不利影响。
发明详述
管接头和管箍
管接头是公知的商业制品，其描述在例如共同转让申请系列 No.US60/652631 (代理人案号第22188/06884)中,所公开的内容在此引 入作为参考。典型的，接头由不同的零件组成，包括本体部分、螺母、 管箍或"压缩套，，等。此外如系列号US60/652631中所述，管箍可以设
计成为在紧固过程中发生塑性变形或其前沿咬入所连接的管道中，或者
两者都有。根据本发明，通过在该接头或它的零件的一个或多个表面上 形成着色氧化物膜，这样的接头(和/或其零件)可以被颜色标识而易于区 分。
虽然管接头可以由广泛的多种不同金属来制造，但是特别有益的接
头是由包含5-50，优选10-40重量％ Ni的钢来制造。优选的合金包含 10-40重量％的Ni和10-35重量％的Cr。更加优选的是不锈钢，尤其是 AISI 300和400系列的钢。特别有益的是AISI 316、 316L、 317、 317L 和304不锈钢、合金600、合金C-276和合金20Cb来命名的一些例子。 由这样钢所制造的接头，尤其是由奥氏体不锈钢所制造的接头被发现在 高纯度管线系统(即用来加工高纯度液体和气体的管线系统)中特别有 用，还可参见美国专利No.6547888Bl，所公开的内容在此引入作为参考。
着色氧化物涂层
众所周知，不锈钢是不锈的，因为钢中的铬金属与空气接触而被氧 化，由此形成一个薄的、粘在一起的(密封的)氧化铬层，大概有20A厚。 为了方便，这个铬氧化物涂层将被称为"原生"铬氧化物涂层。根据本 发明，在这样的不锈钢接头和/或其零件的表面上形成不同颜色的氧化物 涂层，用来帮助区分不同类型、尺寸等的这样的产品。在本文中，"不 同颜色的涂层"将被理解为意思是不仅相互之间的涂层的颜色不同，而 且也不同于原生的铬氧化物涂层。
着色氧化物涂层可以根据本发明以多种不同的方式来产生。根据一 种技术，着色氧化物涂层通过在含氧气体例如空气存在下，在高温下长 时间加热该不锈钢工件来形成。这将导致钢中另外量的铬被氧化，由此 增加了该工件表面上的所述的粘在一起的铬氧化物涂层的厚度。以这种 方式形成的氧化物涂层表现出取决于涂层厚度的不同的颜色。因此，通 过选择合适的用于热处理的时间和温度来产生不同颜色的接头和接头 零件是可能的。由于这些涂层表现出至少一些多孔性，因此还可以将另 外的着色剂例如染料和/或颜料加入到这样的氧化物涂层中，典型的是通 过有机溶剂或其他介质加入。
另外的用来产生着色氧化物涂层的方法是用铬金属或含铬金属的 合金来对接头或零件进行电镀。 一旦将这样的电镀工件暴露于含氧气体 例如空气中，铬将会被氧化。这将产生另外的粘在一起的铬氧化物涂
层，即在该不锈钢制品的原生铬氧化物涂层之上并覆盖其的铬氧化物涂 层(理解为这些两个铬氧化物涂层可以合为 一个)。因为以这种方式制造 的铬氧化物涂层具有固有的至少某种程度的多孔性，所以不同的颜色可 以通过用着色剂例如染料或颜料浸渍而引入到这样的涂层中，染料或颜 料例如通常包含在有机溶剂或其它合适的介质中。
无论使用何种技术来生产着色氧化物涂层，它都应当足够厚来允许 所期望的颜色赋予其中，但是不能太厚以至于对接头或其零件的功能产
生不利影响。因此，所述的着色氧化物涂层将通常典型的在至少大约50A 厚，但不大于大约IOOOA厚。特别有益的厚度数量级是大约75-750A， 并且更加特别的是100-500A，以及大约200-400A,并且甚至是250-350A。
渗碳工件
在上面提到的共同转让美国专利6547888B1中，描述了许多通过低 温渗碳来增加由奥氏体不锈钢制造的制品硬度的不同技术，即以这样的 方式进行渗碳，以至于形成富有分散的碳而基本不含碳化物沉淀的硬化 表面或"壳(case)"。本发明的技术可以用来产生在接头(包括其零件) 上的着色氧化物涂层，该接头(包括其零件)已经通过任何这样的低温 渗碳技术进行过低温渗碳处理。
在上面提到的共同转让系列申请No.US60/652631(代理人案号第 22188/06884)中，描述了用来提高各种不同类型管接头的性能以及通过 在其中使用润滑剂将其连接的技术。其他用来将润滑剂应用到不锈钢制 品的技术通常是公知的。全部这样的技术可以和本发明的技术结合使 用。也就是说，具有根据本发明的着色氧化物涂层的接头和接头零件可 以通过这些冲支术中的任何一个来进行润滑。
权利要求
1. 一种颜色标识的不锈钢管接头或者该接头的零件，将该接头或零 件进行处理，目的是赋予零件区分色到它的一个或多个表面上，该颜色 与未进行处理的接头或零件的颜色不同，该零件区分色是由具有<iooo A厚度的着色氧化物涂层形成的。
2. 权利要求l的接头或零件，其中所述的接头或零件是管箍。
3. 权利要求2的接头或零件，其中所述的不锈钢管接头被设计用来 连接到管道上，其中所述的管箍具有前沿，并且其中 设计该管箍使得在紧固过程中，这个前沿咬入所述的管道中，或者 设计该管箍使其在紧固过程中，经历塑性变形，或者 二者都有。
4. 权利要求1的接头或零件，其中着色氧化物涂层是电化学或加热 产生的。
5. 权利要求1的接头或零件，其中在施加着色氧化物涂层之前，将 所述的接头或零件进行低温渗碳处理。
6. 权利要求5的接头或零件，其中所述的接头或零件是管箍。
7. 权利要求6的接头或零件，其中所述的不锈钢管接头被设计用来 连接到管道上，其中所述的管箍具有前沿，并且其中 设计该管箍使得在紧固过程中，该前沿咬入所述的管道中，或者 设计该管箍使其在紧固过程中，经历塑性变形，或者 二者都有。
8. 权利要求7的接头或零件，其中着色氧化物涂层是电化学或加热 产生的。
9. 权利要求5的接头或零件，其中在所述的其上具有不同颜色的 氧化物涂层的接头或零件的表面上施加润滑剂。
10. 权利要求9的接头或零件，其中所述的在它的一个或多个表面 上具有不同颜色的氧化物涂层的接头或零件为管箍。
11. 权利要求10的接头或零件，其中所述的不锈钢管接头被设计用 来连接到管道上，其中所述的管箍具有前沿，并且其中 设计该管箍使得在紧固过程中，这个前沿咬入所述的管道中，或者 设计该管箍使其在紧固过程中，经历塑性变形，或者 二者都有。
12. 权利要求1的接头或零件，其中所述的着色氧化物涂层的厚度是大约50A厚，但是不大于大约IOOOA厚。
13. —种用来使不同类型或尺寸的不锈钢管接头或该接头的零件易 于区分的方法，其包括在不同接头或零件的一个或多个表面上形成不同颜色的氧化物涂层，该着色氧化物涂层具有《ioooA的厚度。
14. 权利要求13的方法，其中所述的不同颜色的氧化物涂层是电化 学或加热产生的。
15. 权利要求13的方法，其中所述的具有不同颜色氧化物涂层的接 头或零件是管箍。
16. 权利要求15的方法，其中所述的不锈钢管接头被设计用来连接 到管道上，其中所述的管箍具有前沿，并且其中 设计该管箍使得在紧固过程中，该前沿咬入所述的管道中，或者 设计该管箍使其在紧固过程中，经历塑性变形，或者 二者都有。
17. 权利要求13的方法，其中在施加着色氧化物涂层之前，已将所 述的接头或零件进行低温渗碳处理。
18. 权利要求17的方法，其中所述的具有不同颜色氧化物涂层的接头或零件是管箍。
19. 权利要求18的方法，其中所述的不锈钢管接头被设计用来连接 到管道上，其中所述的管箍具有前沿，并且其中 设计该管箍使得在紧固过程中，这个前沿咬入所述的管道中，或者 设计该管箍使其在紧固过程中，经历塑性变形，或者 二者都有。
20. 权利要求17的方法，其中在所述的其上具有不同颜色的氧化物 涂层的接头或零件的表面上施加润滑剂。
21. 权利要求20的方法，其中所述的具有不同颜色氧化物涂层的接 头或零件是管箍。
22. 权利要求21的方法，其中所述的不锈钢管接头被设计用来连接 到管道上，其中所述的管箍具有前沿，并且其中 设计该管箍使得在紧固过程中，这个前沿咬入所述的管道中，或者 设计该管箍使其在紧固过程中，经历塑性变形，或者 二者都有。
全文摘要
一种不锈钢管接头或者其零件，通过在它的一个或多个表面上提供不同颜色的氧化物涂层来进行颜色标识，该着色氧化物涂层具有≤1000的厚度。
文档编号C23C10/12GK101124354SQ200580048352
公开日2008年2月13日 申请日期2005年11月22日 优先权日2005年2月15日
发明者C·W·海斯二世, P·C·威廉斯, P·埃勒斯 申请人:斯瓦戈洛克公司