TWI471444B - 殼體及其製作方法 - Google Patents

Description

殼體及其製作方法

本發明涉及一種殼體及其製造方法。

真空鍍膜技術（PVD）係一種非常環保的成膜技術。以真空鍍膜的方式所形成的膜層具有高硬度、高耐磨性、良好的化學穩定性、與基體結合牢固以及亮麗的金屬外觀等優點，因此真空鍍膜在鋁、鋁合金及不銹鋼等金屬基材表面裝飾性處理領域的應用越來越廣。

然而，由於鋁或鋁合金的標準電極電位很低，且PVD裝飾性塗層本身不可避免的會存在微小的孔隙，如針孔、裂紋，並且鋁及鋁合金基體會發生微電池腐蝕作用，形成很大的膜-基電位差，加快了微電池的腐蝕速率，因此，直接於鋁或鋁合金基體表面鍍覆諸如TiN層、TiN層、CrN層等具有色彩的PVD裝飾性塗層，不能有效防止所述鋁或鋁合金基體發生電化學腐蝕，同時該PVD裝飾性塗層本身也會發生異色、脫落等現象。

鑒於此，提供一種具有良好的耐腐蝕性及裝飾性外觀的殼體。

另外，還提供一種上述殼體的製造方法。

一種殼體，包括鋁或鋁合金基體，形成於該鋁或鋁合金基體表面的防腐蝕層，及形成於防腐蝕層表面的色彩層，所述防腐蝕層包括依次形成於鋁或鋁合金基體表面的Al層和氧化鋁層。

一種殼體的製造方法，包括以下步驟：

提供鋁或鋁合金基體；

在該鋁或鋁合金基體上磁控濺射防腐蝕層，所述防腐蝕層包括依次形成於鋁或鋁合金基體表面的Al層和氧化鋁層；

在該防腐蝕層上磁控濺射色彩層。

所述殼體的製造方法，通過磁控濺射法依次於鋁或鋁合金基體上形成防腐蝕層及具有裝飾性的色彩層。所述防腐蝕層包括依次形成於鋁或鋁合金基體表面的Al層和氧化鋁層，當殼體處於腐蝕性介質中時，由於所述利用鋁與鋁合金之間的電位差小，減緩了殼體發生微電池腐蝕的速率，從而提高了殼體的耐腐蝕性。在所述殼體防腐蝕性提高的同時，還可避免所述色彩層發生異色、脫落等失效現象，從而使該殼體經長時間使用後仍具有較好的裝飾性外觀。

請參閱圖1，本發明一較佳實施例的殼體10包括鋁或鋁合金基體11、依次形成於該鋁或鋁合金基體11上的防腐蝕層13及色彩層15。該殼體10可以為3C電子產品的殼體，也可為工業、建築用件及汽車等交通工具的零部件等。

所述防腐蝕層13包括鋁層131和氧化鋁層133，所述鋁層131形成於基體11的表面，所述氧化鋁層133形成於鋁層131的表面。所述鋁層131的厚度為1.0~3.0μm；所述氧化鋁層133的厚度為0.5~1.0μm。

所述色彩層15為Ti-N層，其厚度為1.0~3.0μm。可以理解，所述色彩層15還可以為Cr-N層或其他具有裝飾性的膜層。

本發明一較佳實施例的製造所述殼體10的方法主要包括如下步驟：

提供鋁或鋁合金基體11，並對鋁或鋁合金基體11依次進行研磨及電解拋光。電解拋光後，再依次用去離子水和無水乙醇對該鋁或鋁合金基體11表面進行擦拭。再將擦拭後的鋁或鋁合金基體11放入盛裝有丙酮溶液的超聲波清洗器中進行震動清洗，以除去鋁或鋁合金基體11表面的雜質和油污等。清洗完畢後吹幹備用。

對經上述處理後的鋁或鋁合金基體11的表面進行氬氣電漿清洗，進一步去除鋁或鋁合金基體11表面的油污，以改善鋁或鋁合金基體11表面與後續塗層的結合力。該電漿清洗的具體操作及工藝參數可為：將鋁或鋁合金基體11放入一磁控濺射鍍膜機（圖未示）的鍍膜室內，對該鍍膜室進行抽真空處理至真空度為1.0×10^-3 Pa，以250~500sccm（標準狀態毫升/分鐘）的流量向鍍膜室中通入純度為99.999%的氬氣，於鋁或鋁合金基體11上施加-300~-800V的偏壓，對鋁或鋁合金基體11表面進行電漿清洗，清洗時間為3~10min。

在對鋁或鋁合金基體11進行電漿清洗後，在該鋁或鋁合金基體11上形成防腐蝕層13。首先形成所述防腐蝕層13中的鋁層131。形成該鋁層131的具體操作及工藝參數如下：以氬氣為工作氣體，調節氬氣流量為100~300sccm，設置佔空比為30%~80%，於鋁或鋁合金基體11上施加-50~-200V的偏壓，並加熱鍍膜室至100~150℃（即濺射溫度為100~150℃）；選擇Al為靶材，設置其功率為8~13kw，沉積防腐蝕層13。沉積該防腐蝕層13的時間為10~30min。

形成鋁層131後，在該鋁層131上形成氧化鋁層133，以氬氣為濺射氣體，設置氬氣流量為100~200sccm，以氧氣為反應氣體，設置氧氣流量為150~200sccm，設置佔空比為30~50%，對鋁和鋁合金基體11施加-50~-100V的偏壓，並加熱鍍膜室至100~150℃（即濺射溫度為100~150℃）；選擇Al為靶材，設置其功率為8~13kw，沉積氧化鋁層133。沉積氧化鋁層133的時間為30~60min。控制氧化鋁層133的厚度為0.5~1.0μm。

形成氧化鋁層133後，在該防腐蝕層13上形成色彩層15，該色彩層15為Ti-N膜層或Cr-N膜層。形成所述Ti-N膜層或Cr-N膜層的具體操作及工藝參數如下：關閉所述Al靶的電源，開啟已置於所述鍍膜機內的一鈦靶或鉻靶的電源，設置其功率8~10kw，保持上述氬氣的流量不變，並向鍍膜室內通入流量為20~150sccm的反應氣體氮氣，沉積色彩層15。沉積該色彩層15的時間為20~30min。

本發明較佳實施方式的殼體10的製造方法，通過磁控濺射法依次於鋁或鋁合金基體11上形成防腐蝕層13及色彩層15。當殼體10處於腐蝕性介質中時，由於所述防腐蝕層13中的鋁及氧化鋁與鋁或鋁合金基體11之間的電位差小，減緩了殼體10發生微電池腐蝕的速率，從而提高了殼體10的耐腐蝕性。所述殼體10耐腐蝕性提高的同時，還可避免所述色彩層15發生異色、脫落等失效現象，從而使該殼體10經長時間使用後仍具有較好的裝飾性外觀。

10．．．殼體

11．．．鋁或鋁合金基體

13．．．防腐蝕層

131．．．鋁層

133．．．氧化鋁層

15．．．色彩層

圖1為本發明較佳實施方式殼體的剖視示意圖。

10．．．殼體

11．．．鋁或鋁合金基體

13．．．防腐蝕層

131．．．鋁層

133．．．氧化鋁層

15．．．色彩層

Claims (9)

1. 一種殼體，包括鋁或鋁合金基體，形成於該鋁或鋁合金基體表面的防腐蝕層，及形成於防腐蝕層表面的色彩層，其改良在於：所述防腐蝕層包括依次形成於鋁或鋁合金基體表面的Al層和氧化鋁層。
2. 如申請專利範圍第1項所述之殼體，其中所述鋁層的厚度為1.0~3.0μm。
3. 如申請專利範圍第1項所述之殼體，其中所述氧化鋁層的厚度為0.5~1.0μm。
4. 如申請專利範圍第1項所述之殼體，其中所述色彩層為Ti-N層或Cr-N層。
5. 如申請專利範圍第1項所述之殼體，其中所述防腐蝕層及色彩層以磁控濺射鍍膜法形成。
6. 一種殼體的製造方法，其包括如下步驟：
   提供鋁或鋁合金基體；
   在該鋁或鋁合金基體上磁控濺射防腐蝕層，所述防腐蝕層包括依次形成於鋁或鋁合金基體表面的Al層和氧化鋁層；
   在該防腐蝕層上磁控濺射色彩層。
7. 如申請專利範圍第6項所述之殼體的製造方法，其中所述磁控濺射鋁層的工藝參數為：以氬氣為工作氣體，其流量為100~300sccm，設置佔空比為30%~80%，於鋁或鋁合金基體上施加-50~-200V的偏壓，以Al為靶材，設置其功率為8~13kw，濺射溫度為50~150℃，濺射時間為10~30min。
8. 如申請專利範圍第6項所述之殼體的製造方法，其中所述磁控濺射氧化鋁層的工藝參數為：設置氬氣流量為100~200sccm，以氧氣為反應氣體，設置氧氣流量為150~200sccm，設置佔空比為30~50%，對基體施加-50~-100V的偏壓，選擇Al為靶材，設置其功率為8~13kw，沉積氧化鋁層的時間為30~60min。
9. 如申請專利範圍第6項所述之殼體的製造方法，其中所述磁控濺射色彩層的工藝參數為：開啟一鈦靶或鉻靶的電源，設置其功率8~10kw，設置氮氣流量為20~150sccm，濺射時間為20~30min。