CN102400091A - 铝合金的表面处理方法及由铝合金制得的壳体 - Google Patents

铝合金的表面处理方法及由铝合金制得的壳体 Download PDF

Info

Publication number
CN102400091A
CN102400091A CN2010102784142A CN201010278414A CN102400091A CN 102400091 A CN102400091 A CN 102400091A CN 2010102784142 A CN2010102784142 A CN 2010102784142A CN 201010278414 A CN201010278414 A CN 201010278414A CN 102400091 A CN102400091 A CN 102400091A
Authority
CN
China
Prior art keywords
surface treatment
alloy matrix
treatment method
aluminium lamination
ion implantation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2010102784142A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102400091B (zh
Inventor
张新倍
陈文荣
蒋焕梧
陈正士
张满喜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Original Assignee
Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd, Hon Hai Precision Industry Co Ltd filed Critical Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Priority to CN201010278414.2A priority Critical patent/CN102400091B/zh
Priority to US12/981,720 priority patent/US20120062081A1/en
Publication of CN102400091A publication Critical patent/CN102400091A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102400091B publication Critical patent/CN102400091B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/50—Substrate holders
    • C23C14/505—Substrate holders for rotation of the substrates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/58—After-treatment
    • C23C14/5826—Treatment with charged particles
    • C23C14/5833—Ion beam bombardment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/58—After-treatment
    • C23C14/5846—Reactive treatment
    • C23C14/5853—Oxidation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

一种铝合金基体的表面处理方法，先于该铝合金基体的表面磁控溅射形成铝层，再于该铝层上形成离子注入膜。所述离子注入膜中主要含有Al2O3及AlO固溶相。该铝层与离子注入膜组成的复合膜层显著地提高了该铝合金基体的耐腐蚀性。本发明还提供了由上述铝合金制得的壳体。

Description

铝合金的表面处理方法及由铝合金制得的壳体
技术领域
本发明涉及一种铝合金的表面处理方法及由铝合金制得的壳体。
背景技术
铝合金目前被广泛应用于航空、航天、汽车及微电子等工业领域。但铝合金的标准电极电位很低，耐腐蚀差，暴露于自然环境中会引起表面快速腐蚀。
提高铝合金耐腐蚀性的方法通常是在其表面形成保护性的涂层。传统的阳极氧化、电沉积、化学转化膜技术及电镀等铝合金的表面处理方法存在生产工艺复杂、效率低、环境污染严重等缺点。
真空镀膜(PVD)为一清洁的成膜技术。然而，由于铝合金的标准电极电位很低，且PVD涂层本身不可避免的会存在微小的孔隙，因此形成于铝合金表面的PVD涂层容易发生电化学腐蚀，导致该PVD涂层的耐腐蚀性能降低，对铝合金的耐腐蚀能力的提高有限。
发明内容
鉴于此，提供一种可有效提高铝合金的耐腐蚀性能的表面处理方法。
另外，还提供一种由上述铝合金制得的壳体。
一种铝合金的表面处理方法，其包括如下步骤：
提供铝合金基体；
于该铝合金基体的表面磁控溅射铝层；
于该铝层上注入氧离子，形成主要含有Al2O3及AlO固溶相的离子注入膜。
一种由铝合金制得的壳体，该壳体包括铝合金基体、依次形成于该铝合金基体表面的铝层及离子注入膜，所述离子注入膜中主要含有Al2O3及AlO固溶相。
本发明铝合金的表面处理方法在铝合金基体上磁控溅射形成铝层，再于该铝层上形成离子注入膜。该铝层与离子注入膜组成的复合膜层显著地提高了该铝合金基体的耐腐蚀性，且该表面处理工艺简单、几乎无环境污染。
附图说明
图1是本发明较佳实施方式铝合金表面处理方法的流程图；
图2是本发明较佳实施方式壳体的剖视示意图。
主要元件符号说明
壳体        10
铝合金基体  11
铝层        13
离子注入膜  15
具体实施方式
请同时参阅图1与图2，本发明一较佳实施例的铝合金的表面处理方法包括如下步骤：
S101：提供铝合金基体11。
该铝合金基体11可以通过冲压成型得到。
S102：对该铝合金基体11进行前处理。该前处理包括：
对铝合金基体11进行抛光处理，以去除该铝合金基体11表面的氧化膜。抛光后该铝合金基体11的表面粗糙度Rz＜1.2μm。
将抛光处理后的铝合金基体11依次置于去离子水及纯度大于99.9％的丙酮中进行超声波清洗，以去除表面的油污。清洗后将该铝合金基体11干燥备用。
S103：于该铝合金基体11表面磁控溅射形成铝层13。
形成铝层13的具体操作方法及工艺参数为：将所述铝合金基体11置于真空镀膜机(图未示)的真空室内，抽真空该真空室至真空度为8.0×10-3～5.0×10-2Pa，于铝合金基体11上施加-50～-300V的偏压，加热该真空室至50～180℃(即溅射温度为50～180℃)，通入流量为100～300sccm(标准状态毫升/分钟)的氩气(工作气体)，开启安装于所述镀膜机的真空室中的铝靶的电源，沉积该铝层13。沉积该铝层13的时间为30～90min。其中，氩气的纯度为99.999％。
所述的真空镀膜机除可用以进行磁控溅射镀膜处理外，还可用以多弧离子镀膜、离子注入以及等离子清洗等表面处理。
由于铝的电极电位与铝合金相当，所述铝层13与铝合金基体11之间不易发生电偶腐蚀；此外，所述铝层13的形成还可避免铝合金基体11与腐蚀性介质直接接触而发生第二相腐蚀，因此，铝层13的形成可显著提高所述铝合金基体11的耐腐蚀性。
所述电偶腐蚀是指：两种或两种以上不同电极电位的金属处于腐蚀性介质内相互接触而引起的电化学腐蚀，又称接触腐蚀或双金属腐蚀。
所述第二相腐蚀是指：当铝合金直接处于腐蚀性介质中时，铝合金中的除铝相外的其他杂质相等第二相粒子与铝相之间容易产生电位差而发生局部的电化学腐蚀。
S104：采用离子注入工艺，于所述铝层13表面注入氧离子，形成离子注入膜15。
所述的氧离子注入过程是：将镀覆有铝层13的铝合金基体11置于所述真空镀膜机的真空室中，真空镀膜机的离子源将氧气进行电离，并经高压电场加速成具有几万甚至几百万电子伏特能量的离子束，射入铝层13的表面，与铝层13表层中及其表面的原子或分子发生一系列的物理、化学反应，最终于该铝层13的表面沉积形成主要含有Al2O3及AlO固溶相的离子注入膜15。由于金属铝的氧化体积比系数大于1，形成的Al2O3使离子注入膜15具有较好的致密性，腐蚀性物质较难以经由该离子注入膜15进入到铝合金基体11的表面，使得铝合金基体11的耐腐蚀性增强。
本实施例中注入所述氧离子的参数为：真空室的真空度为3.0×10-8Pa，氧气纯度为99.99％，离子源功率为0.5～5kw，工作气压为0.8～8.0Pa，注入时间为30～120min。
可以理解，上述铝合金基体11表面处理方法还可包括在形成铝层13前，在所述镀膜机内对铝合金基体11进行等离子体清洗的步骤。
请参阅图2，一种由经上述表面处理后的铝合金基体11制得的壳体10包括铝合金基体11、依次形成于铝合金基体11上的铝层13及离子注入膜15。
该铝层13的厚度可为0.5～1.0μm。
所述离子注入膜15主要含有Al2O3及AlO固溶相。
本发明较佳实施方式铝合金的表面处理方法，在铝合金基体11上磁控溅射形成铝层13，再于该铝层13上形成离子注入膜15。该离子注入膜15的形成显著地提高了所述壳体10的耐腐蚀性能，从而对所述壳体10起到了较好的抗腐蚀性保护。

Claims (10)

1.一种铝合金的表面处理方法，其包括如下步骤：
提供铝合金基体；
于该铝合金基体的表面磁控溅射铝层；
于该铝层上注入氧离子，形成主要含有Al2O3及AlO固溶相的离子注入膜。
2.如权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于：磁控溅射所述铝层的步骤以如下方式进行：以铝靶为靶材，于铝合金基体上施加-50～-300V的偏压，以氩气为工作气体，其流量为100～300s ccm，溅射温度为50～180℃，溅射时间为20～90min。
3.如权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于：形成所述离子注入膜的步骤为：在真空镀膜机的真空室中进行，该真空室的真空度为3.0×10-8Pa，离子注入的离子源功率为0.5～5kw，工作气压为0.8～8.0Pa，注入时间为30～120min。
4.如权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于：所述表面处理方法还包括在进行磁控溅射前对所述铝合金基体进行抛光及超声波清洗的步骤。
5.如权利要求4所述的表面处理方法，其特征在于：经所述抛光后的铝合金基体的表面粗糙度Rz＜1.2μm。
6.如权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于：所述表面处理方法还包括在形成铝层前，对铝合金基体进行等离子体清洗的步骤。
7.一种由铝合金制得的壳体，该壳体包括铝合金基体，其特征在于：该壳体还包括依次形成于该铝合金基体表面的铝层及离子注入膜，所述离子注入膜中主要含有Al2O3及AlO固溶相。
8.如权利要求7所述的壳体，其特征在于：所述铝层的厚度为0.5～1.0μm。
9.如权利要求7或8所述的壳体，其特征在于：所述铝层以磁控溅射法形成。
10.如权利要求7所述的壳体，其特征在于：所述离子注入膜为在所述铝层上注入氧离子而形成。
CN201010278414.2A 2010-09-10 2010-09-10 铝合金的表面处理方法及由铝合金制得的壳体 Expired - Fee Related CN102400091B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010278414.2A CN102400091B (zh) 2010-09-10 2010-09-10 铝合金的表面处理方法及由铝合金制得的壳体
US12/981,720 US20120062081A1 (en) 2010-09-10 2010-12-30 Housing and method for manufacturing housing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010278414.2A CN102400091B (zh) 2010-09-10 2010-09-10 铝合金的表面处理方法及由铝合金制得的壳体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102400091A true CN102400091A (zh) 2012-04-04
CN102400091B CN102400091B (zh) 2014-03-26

Family

ID=45805974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010278414.2A Expired - Fee Related CN102400091B (zh) 2010-09-10 2010-09-10 铝合金的表面处理方法及由铝合金制得的壳体

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20120062081A1 (zh)
CN (1) CN102400091B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105803408A (zh) * 2014-12-29 2016-07-27 天津三环乐喜新材料有限公司 一种钕铁硼永磁体表面保护方法
CN107649658A (zh) * 2017-07-25 2018-02-02 中原内配集团安徽有限责任公司 一种铝合金型缸套的制备工艺
CN108603288A (zh) * 2015-11-16 2018-09-28 库伯斯股份有限公司 生产氧化铝和/或氮化铝的方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106498358B (zh) * 2016-11-24 2019-01-18 上海卫星装备研究所 一种航天器用金属件表面的热控处理方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5882568A (ja) * 1981-11-11 1983-05-18 Hitachi Ltd 多結晶シリコン薄膜トランジスタおよびその製造方法
CN2935467Y (zh) * 2005-01-18 2007-08-15 应用材料公司 具有多层涂层的抗腐蚀铝元件
CN101370961A (zh) * 2006-04-19 2009-02-18 罗帕尔股份公司 用于制造防腐蚀和高光泽基底的方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4470180A (en) * 1981-05-26 1984-09-11 Minnesota Mining And Manufacturing Company Device for restraining an object or objects therein
KR20000016694A (ko) * 1997-04-15 2000-03-25 이와모토 무네타카 광섬유 수납용 금속관 및 그의 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5882568A (ja) * 1981-11-11 1983-05-18 Hitachi Ltd 多結晶シリコン薄膜トランジスタおよびその製造方法
CN2935467Y (zh) * 2005-01-18 2007-08-15 应用材料公司 具有多层涂层的抗腐蚀铝元件
CN101370961A (zh) * 2006-04-19 2009-02-18 罗帕尔股份公司 用于制造防腐蚀和高光泽基底的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘柱: ""氧离子注入对20钢镀铝表面硬度及耐蚀性的影响"", 《新疆钢铁》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105803408A (zh) * 2014-12-29 2016-07-27 天津三环乐喜新材料有限公司 一种钕铁硼永磁体表面保护方法
CN108603288A (zh) * 2015-11-16 2018-09-28 库伯斯股份有限公司 生产氧化铝和/或氮化铝的方法
CN108603288B (zh) * 2015-11-16 2020-01-14 库伯斯股份有限公司 生产氧化铝和/或氮化铝的方法
CN107649658A (zh) * 2017-07-25 2018-02-02 中原内配集团安徽有限责任公司 一种铝合金型缸套的制备工艺
CN107649658B (zh) * 2017-07-25 2020-01-07 中原内配集团安徽有限责任公司 一种铝合金型缸套的制备工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN102400091B (zh) 2014-03-26
US20120062081A1 (en) 2012-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102373472A (zh) 铝或铝合金的表面处理方法及由铝或铝合金制得的壳体
CN105420669B (zh) 一种用于永磁体防腐前处理的气相沉积方法
CN102787300A (zh) 一种超临界水冷堆燃料包壳表面的Cr/CrAlN梯度涂层工艺
CN102400091B (zh) 铝合金的表面处理方法及由铝合金制得的壳体
CN105671503A (zh) 一种烧结NdFeB磁体表面高耐蚀复合涂层的制备方法
CN107858684B (zh) 金属-类金刚石复合涂层及其制备方法与用途以及涂层工具
JP2007324353A (ja) 半導体加工装置用部材およびその製造方法
CN102400093B (zh) 壳体及其制造方法
CN102758173A (zh) 镀膜件及其制造方法
CN102477536A (zh) 壳体及其制造方法
TWI490354B (zh) 殼體及其製造方法
CN102477537B (zh) 壳体及其制造方法
TWI490358B (zh) 殼體及其製造方法
CN102485938A (zh) 具有抗指纹涂层的被覆件及其制造方法
CN102383129A (zh) 壳体及其制造方法
CN102465255A (zh) 壳体及其制造方法
CN102400097A (zh) 壳体及其制造方法
CN102650052B (zh) 铝或铝合金的壳体及其制造方法
CN102691062A (zh) 壳体及其制造方法
CN102676990A (zh) 铝或铝合金的壳体及其制造方法
CN102400092B (zh) 壳体及其制造方法
CN102443761A (zh) 壳体及其制造方法
TWI472637B (zh) 鋁合金的表面處理方法及由鋁合金製得的殼體
CN102477528B (zh) 被覆件及其制造方法
CN102560368A (zh) 壳体及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140326

Termination date: 20140910

EXPY Termination of patent right or utility model