CN102465251A - 被覆件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种被覆件，包括铝或铝合金基体、依次形成于该铝或铝合金基体上的非晶合金层及具有防腐蚀功能的颜色层，该非晶合金层为Fe₇₀Cr₁₀B₁₃X₇层，其中，X选择磷、碳及硅中的任一种。所述被覆件具有良好的耐腐蚀性及装饰性外观。本发明还提供了所述被覆件的制造方法。

Description

被覆件及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种被覆件及其制造方法。

背景技术

真空镀膜技术(PVD)是一个非常环保的成膜技术。以真空镀膜的方式所形成的膜层具有高硬度、高耐磨性、良好的化学稳定性、与基体结合牢固以及亮丽的金属外观等优点，因此真空镀膜在铝、铝合金、镁、镁合金及不锈钢等金属基材表面装饰性处理领域的应用越来越广。

然而，由于铝或铝合金的标准电极电位很低，且PVD装饰性涂层本身不可避免的会存在微小的孔隙，因此，直接于铝或铝合金基体表面镀覆诸如TiN层、TiNO层、TiCN层、CrN层、CrNO层、CrCN层或其他具有防腐蚀功能的PVD装饰性涂层，不能有效防止所述铝或铝合金基体发生电化学腐蚀，同时该PVD装饰性涂层本身也会发生异色、脱落等现象。

发明内容

鉴于此，提供一种具有良好的耐腐蚀性及装饰性外观的被覆件。

另外，还提供一种上述被覆件的制造方法。

一种被覆件，包括铝或铝合金基体、依次形成于该铝或铝合金基体上的非晶合金层及具有防腐蚀功能的颜色层，该非晶合金层为Fe₇₀Cr₁₀B₁₃X₇层，其中，X选择磷、碳及硅中的任一种。

一种被覆件的制造方法，包括以下步骤：

提供铝或铝合金基体；

选择Fe₇₀Cr₁₀B₁₃P₇、Fe₇0Cr₁₀B₁₃C₇及Fe₇₀Cr₁₀B₁₃Si₇中任一种为靶材，于该铝或铝合金基体上磁控溅射非晶合金层；

于该非晶合金层上磁控溅射具有防腐蚀功能的颜色层。

本发明通过磁控溅射法依次于铝或铝合金基体上形成非晶合金层及具有防腐蚀功能的颜色层，当被覆件处于腐蚀性介质中时，所述非晶合金层及颜色层可形成发生电化学腐蚀所需要的阴极与阳极，由于作为阳极的非晶合金层快速自钝化形成钝化膜，致使腐蚀电流迅速降低，如此使被覆件不易发生电化学腐蚀，从而达到提高被覆件耐腐蚀性的目的。

由于所述被覆件不易发生电化学腐蚀，同时该颜色层本身具有防腐蚀性，因此所述颜色层不易被腐蚀，避免了颜色层异色、脱落等失效现象的发生，从而使该被覆件经长时间使用后仍具有较好的装饰性外观。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的被覆件的剖视图。

主要元件符号说明

被覆件                 10

铝或铝合金基体         11

非晶合金层             13

颜色层                 15

具体实施方式

请参阅图1，本发明一较佳实施例的被覆件10包括铝或铝合金基体11、依次形成于该铝或铝合金基体11上的非晶合金层13及颜色层15。该被覆件10可以为3C电子产品的被覆件，也可为眼镜边框、建筑用件及汽车等交通工具的零部件等。

所述非晶合金层13为Fe₇₀Cr₁₀B₁₃X₇层，其中，X选自为磷(P)、碳(C)及硅(Si)中的任一种。该非晶合金层的厚度为2.0～3.0μm。

所述颜色层15为TiN层，其厚度为0.5～3.0μm。可以理解，所述颜色层15还可以为TiNO层、TiCN层、CrN层、CrNO层、CrCN层或其他具有防腐蚀功能的装饰性膜层。

所述非晶合金层13及颜色层15均可通过磁控溅射法沉积形成。

本发明一较佳实施例的制造所述被覆件10的方法主要包括如下步骤：

提供铝或铝合金基体11，并对铝或铝合金基体11依次进行研磨及电解抛光。电解抛光后，再依次用去离子水和无水乙醇对该铝或铝合金基体11表面进行擦拭。再将擦拭后的铝或铝合金基体11放入盛装有丙酮溶液的超声波清洗器中进行震动清洗，以除去铝或铝合金基体11表面的杂质和油污等。清洗完毕后吹干备用。

对经上述处理后的铝或铝合金基体11的表面进行氩气等离子体清洗，进一步去除铝或铝合金基体11表面的油污，以改善铝或铝合金基体11表面与后续涂层的结合力。该等离子体清洗的具体操作及工艺参数可为：采用一中频磁控溅射镀膜机(图未示)，将铝或铝合金基体11放入该镀膜机的镀膜室内的工件架上，对该镀膜室进行抽真空处理至真空度为1.0×10^-3Pa，以250～500sccm(标准状态毫升/分钟)的流量向镀膜室中通入纯度为99.999％的氩气，于铝或铝合金基体11上施加-300～-800V的偏压，对铝或铝合金基体11表面进行等离子体清洗，清洗时间为3～10min。

在对铝或铝合金基体11进行等离子体清洗后，于该铝或铝合金基体11上形成非晶合金层13。形成该非晶合金层13的具体操作及工艺参数如下：以氩气为工作气体，调节氩气流量为150～300sccm，再向镀膜室中通入流量为50～200sccm的纯度为99.999％的反应气体氧气，设置占空比为30％～70％，设置所述工件架的公转速度为0.5～3.0r/min(revoluti on per minute，转/分钟)，于铝或铝合金基体11上施加-50～-300V的偏压，并加热镀膜室至100～150℃(即溅射温度为100～150)；选择Fe₇₀Cr₁₀B₁₃P₇、Fe₇₀Cr₁₀B₁₃C₇及Fe₇₀Cr₁₀B₁₃Si₇中任一种为靶材，设置其功率为8～10kw，沉积非晶合金层13。沉积该非晶合金层13的时间为30～90min。

形成所述非晶合金层13后，于该铝或铝合金基体11上形成颜色层15，该颜色层15为TiN层。形成所述TiN层的具体操作及工艺参数如下：关闭上述靶材的电源，开启已安装于所述镀膜机内的一钛靶的电源，设置其功率5～10kw，保持上述氩气的流量、溅射温度、及对铝或铝合金基体11施加的偏压不变，并向镀膜室内通入流量为10～120sccm的反应气体氮气，沉积颜色层15。沉积该颜色层15的时间为20～60min。

可以理解，所述颜色层15还可以为TiNO层、TiCN层、CrN层、CrNO层、CrCN层或其他具有防腐蚀功能的装饰性膜层。

本发明通过磁控溅射法依次于铝或铝合金基体11上形成非晶合金层13及具有防腐蚀功能的颜色层15，当被覆件10处于腐蚀性介质中时，所述非晶合金层13及颜色层15可形成发生电化学腐蚀所需要的阴极与阳极，由于作为阳极的非晶合金层13快速自钝化形成钝化膜，致使腐蚀电流迅速降低，如此使被覆件10不易发生电化学腐蚀，从而达到提高被覆件10耐腐蚀性的目的。

由于所述被覆件10不易发生电化学腐蚀，同时该颜色层15本身具有防腐蚀性，因此所述颜色层15不易被腐蚀，避免了颜色层15异色、脱落等失效现象的发生，从而使该被覆件10经长时间使用后仍具有较好的装饰性外观。

Claims (9)

1.一种被覆件，包括铝或铝合金基体及形成于该铝或铝合金基体上的具有防腐蚀功能的颜色层，其特征在于：该被覆件还包括形成于所述铝或铝合金基体与颜色层之间的非晶合金层，该非晶合金层为Fe₇₀Cr₁₀B₁₃X₇层，其中，X选择磷、碳及硅中的任一种。

2.如权利要求1所述的被覆件，其特征在于：该非晶合金层的厚度为2.0～3.0μm。

3.如权利要求1所述的被覆件，其特征在于：所述颜色层为TiN层、TiNO层、TiCN层、CrN层、CrNO层或CrCN层。

4.如权利要求1所述的被覆件，其特征在于：所述非晶合金层及颜色层分别通过磁控溅射镀膜法制成。

5.一种被覆件的制造方法，包括以下步骤：

提供铝或铝合金基体；

选择Fe₇₀Cr₁₀B₁₃P₇、Fe₇₀Cr₁₀B₁₃C₇及Fe₇₀Cr₁₀B₁₃Si₇中任一种为靶材，于该铝或铝合金基体上磁控溅射非晶合金层；

于该非晶合金层上磁控溅射具有防腐蚀功能的颜色层。

6.如权利要求5所述的被覆件的制造方法，其特征在于：磁控溅射所述非晶合金层的工艺参数为：以氩气为工作气体，其流量为150～300sccm，设置占空比为30％～70％，于铝或铝合金基体上施加-50～-300V的偏压，选择Fe₇₀Cr₁₀B₁₃P₇、Fe₇₀Cr₁₀B₁₃C₇或Fe₇₀Cr₁₀B₁₃Si₇靶材的功率为8～10kw，溅射温度为100～150℃。

7.如权利要求6所述的被覆件的制造方法，其特征在于：溅射所述非晶合金层的时间为30～90min。

8.如权利要求5所述的被覆件的制造方法，其特征在于：所述颜色层为TiN层，磁控溅射形成该颜色层的工艺参数为：以氩气为工作气体，其流量为150～300sccm，以氮气为反应气体，其流量为10～120sccm，设置占空比为30％～70％，于铝或铝合金基体上施加-50～-300V的偏压，采用钛靶为靶材，设置其电源功率为5～10kw，溅射温度为100～150，溅射时间为20～60min。

9.如权利要求5所述的被覆件的制造方法，其特征在于：所述被覆件的制造方法还包括在形成所述非晶合金层之前对铝或铝合金基体进行氩气等离子体清洗的步骤。

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