CN1654703A - 表面处理方法 - Google Patents

Abstract

一种镁合金壳体的表面处理方法，包括一镁合金壳体基材和一金属靶材，对镁合金壳体基材和金属靶材进行表面前处理后，利用金属靶材对镁合金壳体基材进行金属镀层处理，在镁合金壳体基材表面形成一金属镀层，再对镁合金壳体基材及其表面镀层进行热处理，使之发生扩散反应，并形成介金属化合物，达到藉由介金属化合物的耐磨和耐热性能改善镁合金壳体基材表面性能的目的。

Description

表面处理方法

【技术领域】

本发明是关于一种表面处理方法，特别是关于一种应用于笔记本电脑或行动电话等便携式电子装置上的镁合金壳体表面处理方法。

【背景技术】

近年来随着镁合金在笔记本电脑等便携式电子产品上应用的迅猛发展，满足了人们对便携式电子产品在轻薄短小及EMI等方面的要求，但由于镁合金材在潮湿空气、含硫气氛和海洋大气中易于发生腐蚀，同时存在耐磨损性能不佳的特点，所以必须对它们进行表面处理，以增加耐磨、耐腐蚀等性能。

目前镁合金的表面处理主要有化学成膜处理、阳极氧化处理和金属镀层处理等方法。但是，采用六价铬化学成膜处理后的镁合金在耐腐蚀和抗擦伤力方面，难以满足镁合金制品的使用要求，且对于处理过程中存在的污染问题国家正逐步限制铬化处理，而无铬化学成膜处理又有膜层不够致密、膜薄保护性能差的缺点；阳极氧化膜的多孔性对于提高膜的防护性能带来困难，尽管微弧氧化方法可局部熔融减少孔隙，但很难彻底消除，且微弧氧化处理设备投资大；而金属镀层处理的镀层存在着孔隙，为使镀层孔隙不能直接延伸至镁合金基材，需通过多层金属镀处理获得较厚镀层，但处理工艺过程较为繁琐。

由于介金属化合物相较于金属镀层具有结构致密、耐磨和耐腐蚀的优越性能，通过介金属化合物薄膜改善镁合金壳体表面性能已成为一种选择。一般在制作介金属化合物薄膜时，需先调配出所需要的介金属化合物，再以此产生出一层介金属化合物薄膜，此种方式所制得的薄膜成分只有一种，若要得到相同元素成分但配比不同之介金属化合物，则必须更换靶材，使其应用范围受到了限制，且导致成本增高。同时，所获得之介金属化合物通过蒸镀或溅镀等方法形成薄膜沉积于镁合金壳体上，所成薄膜与镁合金壳体基材不能达到金属键连接，使用过程中有薄膜与基材脱落的可能，导致介金属化合物薄膜对镁合金壳体基材的保护作用被削弱。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种镁合金壳体的表面处理方法，该方法既可以提高镁合金壳体基材表面性能，又可广泛应用且成本不高。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：提供一镁合金壳体基材及一金属靶材；表面处理前对镁合金壳体基材和金属靶材进行表面预处理；利用金属靶材蒸镀或溅镀镁合金壳体基材，在镁合金壳体基材表面形成一金属镀层；对镁合金壳体基材及其表面镀层进行热处理，使之发生扩散反应形成介金属化合物。

相较于现有技术，本发明通过先蒸镀或溅镀靶材金属，使镁合金壳体基材表面形成一金属镀层，再加热扩散形成介金属化合物膜层的过程，有利于生产者自由选择不同的金属在镁合金壳体基材表面形成介金属化合物膜层，使介金属化合物薄膜的金属选择范围更加广泛，同时，也免却了为采购特种介金属化合物而进行的远距离运输，能降低生产成本；另外，所形成的介金属化合物膜层是金属镀层通过扩散反应而得，介金属化合物膜层与镁合金壳体基材之间通过金属键连结不易剥落，可以提高镁合金壳体基材表面性能。

【具体实施方式】

本发明提供的镁合金壳体表面处理方法进行过程如下：

第一，提供一镁合金壳体基材及一金属靶材。

提供一镁合金壳体基材，另外提供一可通过蒸镀或溅镀等技术在镁合金壳体基材表面形成金属镀层的金属靶材，此金属靶材可为镍、铁、钼等金属，此实施方式靶材选用镍金属，金属靶材可制作成各种形状，配合机台的特殊设计做更好的控制及最有效率的生产，本发明的靶材厚度可为5-15mm，以10mm厚较佳。

第二，对镁合金壳体基材和金属靶材进行表面前处理。

镁合金壳体基材进行表面前处理主要步骤为：先脱脂洗净，接着进行两次水洗，然后是酸洗与水洗处理，再进行皮膜化成处理，最后为水洗、纯水洗与干燥处理。具体过程为：首先对该镁合金壳体基材进行预脱洗净，用强蚀性酸溶剂去除该镁合金壳体基材表面的油渍污染，大面积破坏油渍与该镁合金壳体基材的键接，然后对该镁合金壳体基材进行主脱洗净，用缓和性溶液去除该镁合金壳体基材表面的油渍污染，但不得损伤该镁合金壳体基材表面本身，接下来依次进行两次水洗，将该镁合金壳体基材表面残留的脱酯溶剂及污染彻底洗掉。进一步用酸溶液洗涤该镁合金壳体基材，调整该镁合金壳体基材表面的活化性，中和表面残留溶液性质，同时增进后续工序生成的膜层的密着性能，然后进行第三次水洗，将该镁合金壳体基材表面残留的酸液与污染物洗掉，同时应用镁合金表面处理剂对镁合金壳体基材表面进行无铬化学成膜处理，同时为了保证处理液的温度恒定，进行成膜处理时还需要采用循环冷却***，使其形成一防蚀性皮膜层，同时增进后续涂覆层的附着性，继而进行第四次水洗，将该镁合金壳体基材表面残留溶剂及污物去除，再进一步用纯水进行第五次水洗，去除该镁合金壳体基材表面残存的电解质或通过浸泡除去可溶性盐类，最后干燥基材，等待后续工序的进行。

若以溅镀进行表面处理，在第一次镀件前对金属靶材进行预溅射，以清除金属靶材表面的氧化层或污染层。

第三，用金属靶材对镁合金壳体基材进行蒸镀或溅镀处理，在镁合金壳体基材表面镀上金属层。

蒸镀可采用真空蒸镀，溅镀可采用直流二极溅射和磁控溅射等，如直流二极溅射镀膜处理工艺流程为：首先进行镀前处理，接着装夹镁合金壳体基材和金属靶材，然后是抽真空与烘烤、轰击处理，再进行溅射沉积处理，最后为冷却、取件与后处理。具体过程为：先将该镍金属靶材和该镁合金壳体基材一同置于溅镀室内，对溅镀室进行抽真空到约4×10^-1Pa，然后充入氩气，并在溅镀过程中控制真空度在1～10Pa，接通靶材的冷却水和直流电源，施加1～5Kv的直流高压，并开始计时，3小时后切断电源，并关闭氩气充气阀，完成溅镀，从而在镁合金壳体基材上形成一薄的致密镍金属镀层，其镀层厚为10～20um。烘烤、轰击可作为不必要工序。

第四，对镁合金壳体基材及其表面金属镀层进行热处理，使金属层在处理过程中与镁合金壳体基材发生扩散反应，形成该温度下的稳定相，即所需的介金属化合物。

将镁合金壳体基材及其表面金属镀层置于高真空加热炉中，施以300℃～400℃加热温度，以350℃为佳，持续20～30小时加热，以24小时为佳，使得该镍金属镀层在该镁合金壳体基材表层充分扩散，并发生反应，生成相应Mg2Ni介金属化合物膜层，然后使其在真空环境中冷却。

第五，在表面处理后的镁合金壳体进行表面涂装处理，达到进一步加强对镁合金壳体基材表面保护和美化壳体外观的作用。

本发明镁合金壳体基材的表面处理方法相较于先有技术具有以下优点：先用溅镀的方法在镁合金壳体基材表面形成一金属层，相较于直接在基材表面镀介金属化合物的方法，金属靶材的选用更具自由性和广泛性，避免了镁介金属化合物靶材种类的限制，同时，也免却了为采购特种介金属化合物而进行的远距离运输，能降低生产成本；镁合金壳体基材与金属镀层以金属键连接形成的介金属化合物膜层相较于金属镀层沉积于基材表面的结合方式更难于剥离镁合金壳体基材，且有更强的耐腐蚀性能和耐磨性，能使镁合金壳体基材表面获得更稳定的保护。

Claims (5)

1.一种表面处理方法，可对镁合金壳体表面进行处理，其步骤包括：提供一镁合金壳体基材和一金属靶材；对镁合金壳体基材和金属靶材进行表面前处理；利用金属靶材对镁合金壳体基材进行金属镀层处理，在镁合金壳体基材表面形成一金属镀层；对镁合金壳体基材及其表面镀层进行热处理，使之发生扩散反应形成介金属化合物。

2.如权利要求1所述的镁合金壳体表面处理方法，其特征在于：所用金属靶材可为镍、铁、钼等金属。

3.如权利要求1所述的镁合金壳体表面处理方法，其特征在于：金属镀层处理采用蒸镀或溅镀的表面处理方法。

4.如权利要求1所述的镁合金壳体表面处理方法，其特征在于：金属镀层在镁合金壳体基材表面的扩散反应在控制温度和时间的热处理下发生，并生成介金属化合物。

5.如权利要求1所述的镁合金壳体表面处理方法，其特征在于：金属镀层及镁合金壳体基材的热处理在高真空的环境中进行。