TW520408B - Method for treating a metal product - Google Patents

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520408 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（2 ) ，其中該酸洗係為一電解處理階段，該電解質包含有一 種或多種的無機酸或一中性溶液。該電解質/酸將穿透 至氧化物綉皮的裂縫並溶解乏鉻區，而使氧化物銹皮剝 雛。清洗後，該材料具有一無光澤表面，即所謂的具有 古色表面。為製作較薄的尺寸，其將接著Μ冷軋處理， 在此該材料將因麻田散鐵的形成而變硬且變脆。為回復 材料特性，其將接著在大約1 000-1 200 ¾執行應力釋放 退火，然而，此時表曆將再次呈現混合尖晶石式氧化物 ,其厚度大約10微米。因為氧化物並無正確的不銹鋼性 質，所Κ其亦Μ與先前製程相同的方法酸洙移除。清洗 後，材料具有無光澤的具有古色表面。在某些案例中， 若進一步的成形作業被執行，則該具有古色表面係為佳 ，但通常輝面係為所欲，其係藉由在遷原氣氛中做輝面 退火並施Κ儀減少大約21材料厚度的光潸滾軋的方式而 製作。噴砂未被使用於冷軋材料，因表面將為其所破壞 。此外，所諝的新式電解處理（neolyte)係被使用，其 包含在硫酸納中使用直流電的電解處理，其中鉻（I)將 被氧化成可溶的鉻（IV )。 數種酸洗法已為所知一段時間。一種該相當現代的方 法係說明於SE_ A-9 30 1 59 1 -5。在該方法中，電解浴係由 諸如硫酸等無機酸或無機酸的混合物所組成，且該電解 係藉由變換電流或變換相當高電流密度150-250A/din2 的直流電而執行。該項專利亦涵蓋該方法所使用的設備 。當執行根據SE-A-9301591-5的酸洗時，其將如所有已 一4 一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210'乂297公釐）

520408 A7 B7 五、發明説明（4 分鐘。 在 \ΪΡ57-1ΰ1639 /82 中，其 231 Cr , 10¾ Mo , 3%¥eR 方法係用於拴塞組件，並 似於Μ手工研磨所獲得者 溶液與硫酸水溶液的混合 該電解徤光在1-50A/dm 2 下，將花費10-20秒。 電解拋光具有60¾ Ni , 超合金鋼的批式法。該 一具有圖案的表面，類 用的電解質係為磷酸水 重量比為9 : 1至1 : 1間。 密度及15-50^的溫度 已知之同時酸洗及連縝 Μ移除尖晶石式混合氧 為所形成的表面係無光 退火與光滑滾軋的後序 度表面。然而，至今仍 縝成形不銹網製品的連 表面。 係說明 4!KNb 之 將產生 。所使 物，其 的電流 ,並無 法。用 的缺點 有輝面 一高亮 的一連 請 先 閲 讀 背 之 注 意 事 項 再 填 寫 本 頁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 就本 研磨成 化物表 澤且具 階段必 無人認 續處理 解決方 高亮 獲得的 根據 中，其 特別是 材料移 磨效果 應強 方法的 形不銹 層之已 有古色 須被執 為其係 酸洗步 式及優 度表面 偏見係 本發明 係表示 片狀成 除，而 。本結 調地是 發明者所知 網材的連鑛 知的酸洗法 ，為此包含 行，Μ獲得 得Κ在相同 驟中獲得一高亮度 點 無法在一相同的不銹鋼材連纊酸洗步驟中 克服。 義於獨 為本發明所 的方法係定 立申請專利範圍第1項 不銹鋼材的連鑛處理，最好為連績成形， 微米的氧化物表曆係由 段中獲得材料表面的研 傳統酸洗階段節省時間。 要應用於連鑛成形不銹鋼材， 形，一厚度至少 本方法將在 合研磨的酸 ，雖然其主 相同階 洗係較 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） 520408 A7 B7 五、發明説明（5 特別是 應用於 根據 與鉻之 度，最 火，但 最好為 的氧化 據本發 所生的 較薄氧 片狀、線狀或 所有形式與厚 本發明之一特 尖晶石式氧化 奸為10-500微 未經冷軋，則 50 -500微米的 曆具有1-30微 明，相同的方 較厚氧化層Μ 化曆。在該二 管狀物，但 度的不銹網 性，被移除 物的混合， 米。若被處 該氧化層具 厚度。若該 米的厚度， 法可被用以 及冷軋與退 種狀沉中， 其並非僅限於此，而可 材。 的表曆係為至少包含鐡 並具有5- 1 000微米的厚 理的材料已經熱軋與退 有30-1 000微米的厚度， 材料亦經冷軋，則再生 最好為10-20微米。根 同時移除熱軋與退火時 火時所生之相同形式的 表面研磨在相同階段發 請 閱 讀 背 面 之 注 意 項

頁 生 根據本發明之另 式執行，所使用的電 且可能為氫氟酸及其 生於電解質純粹包含 含一定量的碲酸，其 5-100%體積的磷酸。 特性，本方法係Κ直流電電解的方 解質包含硫酸或其鹽類和/或磷酸 鹽類。同時酸洗及研磨的效果係發 硫酸的倩況下，但電解質最好亦包 適量範圍為0-95¾體積的硫酸以及 硫酸的最適當的濃度為2~12 mo 1/1， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 # 2 度 為濃 好的 最當 ♦ , n fcfc ο MB s g 2 5 1—_ Hu - 貝 4 /1為 01好 6ΠΙ最 1 2 > 而/1 適 最 的 酸 磷 而 且 11 /*....... ο ο 成 81D形 卜亦 為常 度通 濃鐵 其。 Hu fcfc 貝1 ，更 類則 鹽/1 其01 及61 酸3-氟而 氫 ， 用/1 使01 若791 而2~ ; 為 佳好 更最 時另 解需 電不 在常 係通 鐵此 〇 因 H/ ， 11 ο 中 01質 T解 3 電 如於 諸縮 為濃 量被 其係 ,其 質 ， 解出 電釋 的 料 份材 部由 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 520408 A7 B7 五、發明説明（8 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表1 試件 鋼 種 時間 (秒） 電流 (安培） 面積 (CIB2 ) 因子 (As/cin 2 ) 表 面 1 304 45 103 156.0 29.7 -3 - 2 304 68 64 114.0 30.2 + 3 304 90 41 124.0 29.8 - 3 4 304 113 35 130.0 30.4 - 3 5 316Π,熱軋 30 166 204· 2 24.3 -化物 6 316Ti,熱軋 60 181 212.8 51.0 00/氧化物 7 316Τί,熱軋 120 178 204,6 104.4 -1 8 316Π,熱軋 180 179 209.0 154.8 - 3 _10_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 520408 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（9 ) 根據本發明之另一特性，處理步驟係於一個或多個串 連排列的電解槽中執行，該陽極極化接觸的材料係在直 滾電下於陰極電極間的電解質中處理。此處及往後的 ”電極”一詞係指一單一電極或一捆電極，後者在工業中 經常被使用，且各捆電極實際上係作為一支電極，而各 捆電極具有一固定的極化狀態（陰極或陽極）。再者， 諸電極或電極捆可能具有不同長度，例如，較大的總陽 極長度或較大的總陰極長度。 根據本發明之再另一特性，處理步驟係於一個或多個 串連排列的電解槽中執行，該材料係在變換極化狀態的 直流電下於串連排列之電極間的電解質中處理，其電極 排列形式係為隔一排陽極並隔一排陰極，且各電極的極 化狀態係與材料反向端的電極有栢同極性。 根據本發明之另一特性，根據本發明之處理可被進行 和/或接著K在一涸或多個槽中的混合酸做化學表面處 理，最好使用硝酸或氫氟酸。 根據本發明之方法的一優點為該處理係相當快速。該 處理係較傳統酸洗快2-10倍，並較傳統電解拋光快10-20 倍。雖然該構件因諸如存在退火爐體K及清洗用的清洗 設備而有空間上的限制，但其可增加生產線的速度。因 此，該材料可以至少5iB/m in的作業速度傳輸，最好為至 少50ffl/min,甚至最好為至少60ro/inin，並K至少80m/niin 最佳。 與傳統酸洗比較，本發明至少具有下列優點。在移除 一 11一

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 520408 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（1£5) 氧化物而獲得一光亮表面的階段中，本方法較快。表面 切割係相當於傳統酸洗或較其微少，因而可獲得較高的 產能。本方法可促成一高水平的製程控制，且對於環境 僅有相當小的影響，至少可避免硝酸的使用。電解質係 相當廉價，特別是硫酸及磷酸，其價格大約為硝酸的一 半。與輝面退火及光滑滾軋做比較，本方法意味著投資 成本將減半。 鼷式之簡單說明 本發明將參考鼸式與範例而說明如下。 第1圓係表示具有根據本發明之一階段後序酸洗及研 磨的退火的較佳生產線。 第2圖係表示酸洗研磨後接著混合酸階段的另一 實嫌例。 第3麵係表示酸洗研磨K混合酸階段進行的另一實施 例。 第4 _係槪略地表示一種用K執行根據本發明之方法 的較佳電解槽。 第5 _係槪略地表示一種用K執行根據本發明之方法 的另一電解槽。 第1圓係表示一種用Μ處理熱軋或冷軋不銹鋼片材的 生產線。在下列圓式的說明中，其係假設起始材料為熱 軋片，因而具有如前述的尖晶石型氧化曆。該熱軋片1 係首先置於釋料絞盤2上，爾後其將前進至斷片3及焊 接裝置4 ，其具有焊接片材末端的功能，Κ啟用一新的 一 12 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐）

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 520408 Α7 Β7 五、發明説明（u) 片材，所Μ無須因更換片材而中斷生產。一拉伸及固定 機構5係於後序用Κ拉伸片材並調整生產線速度，其速 度最好高於至少5a/inin,最好至少50ffl/inin,至少60ffi/min 更好，至少8 0 at / a* i η則最佳。在下階段中，該片材將通 過溫度大約1050-115010的爐體，其功能為軟化片材表 而的氧化物。其次執行一冷卻步驟7及噴砂步驟8 ,其 目的在使氧化曆龜裂，而使得後序階段中的電解質能滲 入位於氧化曆内鄯的乏鉻區。噴砂步驟8後接著為本發 明所涵蓋的範圍，亦即結合酸洗及研磨的階段，其係位 於虛線Α及Β内。在第1画中，該階段係分成三個槽9 ,1 0，1 1。這些槽中係使用如前述的電解質，其最好具 有5mol/l硫酸、8-8·5ιηο1/1磷酸及鐡（溶解）的組成。槽 中的電解質係在使用最好為〇.5-2A/cm2電流密度的直 潦電、7 0 1C的溫度K及大約2分鐘的條件下執行，K在 Η上獲得亮面。架構電解槽的原理係詳逑於第4圖及第 5画中。根據本發明之在槽9 , 10, 11中的後序處理為 用Μ清洗片的清洗設備12及所謂的捲料絞盤13。該片可 進一步Ife Μ冷軋。 該設備係被適當地採用，而使得數種不同形式的材料 可在相同生產線上處理。若該階段係為冗長並具有數個 電解槽，但僅管如此一容易處理的材料可藉由諸如降低 電流密度等變換控制參數的動作而傳遞。 在第2圓中，該榷的另一個實胞例係被表示，其中僅 前面二個槽14，15係為根據本發明之電解槽，而槽16係 一 13 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐）

520408 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（12) 為諸如含有硝酸及氫氟酸的混合酸槽，該酸係被噴灑於 片上，而儀作單純的酸處理並未執行電解。在根據第2 圖之最終混合酸階段16中，其將獲得一無光澤表面且晶 界係出琨於片上，若接下來另有成形作業則此係為所欲 。根據本發明之速度上的優點係於起始階段1 4 , 1 5中獲 得。在第3圓中，另一個可想到的實施例為其前二個播 17, 18係為類似於第2圖之槽16的混合酸槽，而最終的 槽1 9係為根據本發明之酸洗及研磨階段。 根據第1圖之槽9 , 10，11,根據第2圖之槽14，15 ，16，K及根據第3圓之槽17，18, 19的選擇係依據所 使用的材料曁所欲的表面而定。對於熱軋材料而言，第 1園或第2圓可能為最佳，而對於冷軋材料而言，第1 園或第3鼷為最佳。根據第2圖或第3圖的實施例所具 有的優點為混合酸槽可被密閉，在該狀況中僅根據本發 明之酸洗及研磨係被執行。 冷軋衬料的處理原理係與第1 , 2及3圖所示的參考 資料相同。其唯一的差異為冷壓材料並未被噴砂，因為 此擧將破壞Η的表面，在該狀況中，一所謂的新式電解 步驟可於酸洗及研磨步驟前取代其作為預處理。該新式 電解步驟可於含有諸如硫酸鈉等電解質的電解槽中作輕 微攪拌而完成。該新式電解步驟係使用大約l_l〇A/din2 之電流密度的直流電執行。在處理冷軋材料時，爐體亦 具有些微不同的功能，亦即將該材料做應力釋放退火。 基於熱軋或冷軋材料處理的極大相似性的觀點，則根 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）

520408 Α7 Β7 五、發明説明（13) 據第1 , 2及3圖所示的生產線具有「複合工廠」 (combined mill)之優點，片材將穿過生產線二次，第 一次為熱軋態而後為冷軋態。然而，其並不一定要冷軋 該片材。已根據本發明而處理的熱軋片材具有極具吸引 力的表面並可被直接使用為諸如結構鋼等。 第4圖係表示用K執行根據本發明之方法的一電解權 的較佳實施例。此原理稱為具有變換極性的直流電 (direct current with alternation po 1 yar i ty),且 其本身是已知的。其起始狀態為片材1係保捋拉伸態並 於若干對串連排列之電極間的電解質中進行。各成對的 電極20具有相同的極性，且各電極對K陰極及陽極相間 隔。電流係藉此而在位於其間的Η材中誘發，因其極性 不斷地變換，所Μ當片材介於陽極電極對間時，其具有 陰極性，而當片材介於陰極電極對間時，其具有陽極性 。該片材最好至少5 0 3：長度為陽極。該電極將被排列而 使得陰極的總長度較陽極為長，藉此該片材具有至少60S： 長度的陽極，最好為至少2/3長度為陽極。在第5圖中 ,另一實施例係被表示，其中該片材係經由澶輪對2 1而 被陽極地接觸極化。此處的各電極對係為陰極。除了所 示的實_例Μ外，其他傳統的原理亦可被使用，例如相 似於第4画但在電極對中的二電極係為相反極性且在片 材同一邊的電極為陰極與陽極相間隔。 該電極可為諸如鉛、鈦、不銹鋼或石墨。 為促成在材料表面上之膜的形成，亦即相似於電解拋 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 520408 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（14 ) 光所產生者，其最好在電解槽中有適當地攪拌。就揠流 而言，一較佳的槽係類似於所熟知的新式電解槽。某些 攪拌係因片材的移動與電解質的循環而產生。酸洗及研 磨的效果亦可藉由槽所產生的擾動而審慎地控制。 範例一 一連串的測試係針對不同種類鋼材的表面研磨對研磨 時間的變化的研究而為。該測試係於電解處理用之槽中 進行。該槽係使用於一連串的測試，κ提供有利的研磨 條件，諸如栢當高的電流密度K及較少的擾動。陰極係 由不銹鋼材316L所組成，其厚度為2fflm 。被酸洗及研磨 的試件係置於二陰極間，並於二邊進行研磨。陰極與試 件間的距離為5.5cra 。電解質由硫酸、磷酸及鐵所組成 。在根據本發明之酸洗與研磨後，該試件係Μ水清洗並 Μ高壓清洗法清洗之。其次，該試件係根據下列的標記 条統而做研判。 氧化物：表面上殘留可見的氧化物 00 :研磨痕跡 - 1:無光澤研磨面 -2 :研磨面 -3 :鏡面研磨面 應注意地是_3_表示較-3更亮的表面。 测試條件及結果係表示於第2表中。所有的材料皆為 冷軋，除非特別標示。 一 16 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) >

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本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） 520408 A7 B7 五、發明説明（l6 ) 由表2至少可獲得下列結論： 試件1-3 : 30秒後，表面僅出琨研磨痕跡，但120秒後 ，其係出現鏡面並被研磨。 試件4-5:僅7秒後，表面僅出現鏡面並被研磨。15秒 後，其係高度光亮。 該項事實的重點在於鋼材可輕易地K本方法研磨。 試件6及13·•僅5秒後，表面出琨高度光度。其表示鋼 材可輕易地K本方法研磨。 試件7-10, 11- 12, 14-15, 17-19:這些系列表示各種 鋼材與時間的相依性K及某種鋼材（例如304 )係較其他 鋼材（例如316Ti)更易處理。試件11-12亦表示具有緻密 氧化物的肥粒鐵係較易處理。 試件16:該類鋼種霈要更多時間及較高的電流密度。 試件20及21:其表示線材亦可K根據本發明之方法而 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項

頁 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 的無小M 酸或中係 磕水杯面 與加燒表 酸添在些 硫無下這 的由溫。 中僅室之 。 質係於拌 3 解質係攪 表 電解試置 於 佳電測裝。示 較該該器判表 在。。拌研係 。 對之成攪法果 理 針為組磁方結 處係而所以的及 的試究酸並同成 意測研縮，相組 滿 的的濃行中質 人 串例的進一解 令二連比鐵的例電 得例一當力模範該 獲範 適添規如 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 520408 A7 B7 五、發明説明（17 ) 表3 H2 S〇4 /H3 P〇4 yoI% 表面狀態 100/0 表面侵蝕 95/5 -1 70/30 -3 - 50/50 -3 - 30/70 + 5/95 -3 0/100 - 3 + 這系列的測試係表示僅在硫酸中同時酸洗及研磨並無 法獲得良好的結果，但僅在磷酸中時則效果相當好。最 佳的結果係於70/30-30/70的範圍中獲得。 一 19 一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

520408 A7 B7 五、發明説明（is ) 本發明並非僅限於實施例及上述範例中所呈規者，而 係可於申請專利範圍的範嚼中做變化。例如，其應顧及 對於將本發明之處理階段的參數最佳化的測試。特別地 是，若根據本發明之二個或多個電解槽作業係被串連放 置，則其變化有無限多種，各槽可K相異於相鄰槽的方 式作最佳化。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） 520408 A7 B7 五、發明説明（u) 參考符號說明 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 熱 軋 片 材 2 釋 料 絞 盤 3 斷 片 4 焊 接 裝 置 5 拉 伸 及 固定機構 7 冷 卻 步 驟 8 噴 砂 9 槽 10 槽 11 槽 12 清 洗 設 備 13 捲 料 絞 盤 14 槽 15 槽 16 槽 17 槽 18 槽 19 槽 20 電〗 21 滾i 輪= 對 -21-

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4思格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 520408 Λ；、J f: 口 六、申請專利範圍 第88 1 0 1 489號「以電解方式連續地處理不銹鋼材料的方 法」專利案 （9 1年1 1月修正） 六、申請專利範圍： 1· 一種以電解方式在電流密度〇 . 1 _3A/cm2連續地處理 不銹鋼材料之方法，使1〜1〇〇〇微米厚度的氧化物 表層自材料移除，其特徵在於此方法將在相同階段 中獲得經選擇的表面調整效果，以獲得一經選擇的 表面細度，此方法係藉使用直流電作電解質的電解 以執fT ’電解質包括濃度爲2-12 ιώοΙ/1之硫酸或其 鹽類及/或濃度爲2-14mol/l之磷酸；或硝酸。 2·如申請專利範圍第1項之方法，其中被移除的氧化 物表層主要包括鐵與鉻組成之混合氧化物，並具有 1 0 - 500微米的厚度。 ❿ 3.如申請專利範圍第1項之方法，其中材料在前期被 施以熱軋與退火，該氧化物表層將於此時形成，該 氧化物表層具有30 - 1 000微米的厚度。 4·如申請專利範圍第2項之方法，其中材料在前期被 施以熱軋與退火，該氧化物表層將於此時形成，該 氧化物表層具有50 - 500微米的厚度。 5. 如申請專利範圍第3或4項之方法，其中處理時間 爲30秒至5分鐘。 6. 如申請專利範圍第3或4項之方法，其中在該熱乳 與退火以及移除該氧化物表層後，該材料亦被施以 520408 六、申請專利範圍 冷軋及作第二次退火，一第二氧化層表層係於該第 二次退火中形成，具有1-30微米的厚度，該第二氧 化物表層係與於材料表面完成拋光效果的相同階段 中移除。 7.如申請專利範圍第6項之方法， 其中處理時間爲2 秒至2分鐘。 8.如申請專利範圍第1項之方法， 其中該電解質亦包 含濃度爲l-8mol/l之氫氟酸及其鹽類。 9·如申請專利範圍第1項之方法， 其中該電解質包括 濃度爲2-10mol /硫酸，及濃度爲 〇 4- 12mol / 1之磷酸 10·如申請專利範圍第1項之方法， 其中該電解質包括 濃度爲1 00 - 200g/l之硫酸鈉及濃度爲10-70g/l之 氟化鈉。 工1.如申請專利範圍第1項之方法， 其中該電解質包括 硫酸及濃度爲1 0 - 7 0 g / 1之氟化鈉 〇 12·如申請專利範圍第1項之方法， 其中該電解質包括 硫酸及濃度爲1 00 - 200g/l之硫酸鈉，及濃度爲10- 7〇g/ 1之氟化鈉。 13·如申請專利範圍第1項之方法， 其中於電解期間的 電流密度係爲0.3-2.5A/cm2。 14·如申請專利範圍第1 3項之方法， 其中處理期間的溫 度爲 5 0 - 1 〇 〇 °C。 -2- 520408 六、申請專利範圍 15·如申請專利範圍第1項之方法，其中該處理階段係 於一個或多個串連排列的電解槽中執行，該材料爲 片條狀材料，其係陽極極化接觸的材料係在直流 電下於陰極電極間的電解質中處理。 16·如申請專利範圍第1項之方法，其中該處理階段係 於一個或多個串連排列的電解槽中執行，該材料爲 一片條狀材料，其係於變換極性的直流電下在串連 排列的電極間的電解質中處理，各陽極電極與陰極 電極係間隔排列且在材料二側的電極極性相同。 17. 如申請專利範圍第1 5項之方法，其中該片材具有 1/2〜2/3長度爲陽極。 18. 如申請專利範圍第1項之方法，其中在該處理階段 前在一個或多個槽中使用硝酸或氫氟酸進行化學表 面處理。 19. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該處理階段後 在一個或多個槽中使用硝酸或氫氟酸進行化學表面 處理。 2〇,如申請專利範圍第1項之方法，其中該材料以 5 m / m i η〜8 0 m / m i η的線性速度傳輸。