一種金屬件的真空鍍膜方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種金屬件的真空鍍膜方法，將金屬件放置于真空室內(nèi)，采用真空鍍膜方法在金屬件表面上沉積一層金屬薄膜。所述金屬件為鋁材料，所述金屬靶材為鋁材料；鍍膜工藝參數(shù)如下：真空度為3×10-3Pa-5×10-3Pa，金屬件預(yù)熱溫度為70-150℃，施加于金屬靶材上的負(fù)電壓為200-1000V，沉積時(shí)間為50-120分鐘，金屬薄膜的厚度為50μm-80μm；采用本發(fā)明所述方法處理后的金屬薄膜均勻并且附著力好，增強(qiáng)了產(chǎn)品表面鍍層的耐磨性及耐腐蝕性。
【專利說明】一種金屬件的真空鍍膜方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種金屬件的真空鍍膜方法，屬于離子濺射、氧化工藝領(lǐng)域，具體應(yīng)用 于手機(jī)、平板電腦金屬外殼表面加工。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，以金屬材料制作的擁有漂亮和經(jīng)久耐用的外觀的電子產(chǎn)品，將受到眾多消 費(fèi)者的青睞和追捧；但初期投資費(fèi)用和不良率偏高、加工時(shí)間、金屬強(qiáng)度、表面精細(xì)處理等 問題阻礙了金屬材料的外觀件發(fā)展，而現(xiàn)有技術(shù)中以鎂鋁合金材料模內(nèi)注塑后，外觀噴涂 或電鍍處理為基礎(chǔ)，使得產(chǎn)品的設(shè)計(jì)已達(dá)到極限，也逐漸失去競爭力。目前，手機(jī)市場的競 爭點(diǎn)分析，主要集中于產(chǎn)品外形設(shè)計(jì)與尺寸大小的競爭，即使0. 1_也可以減少的話還想 減少的這種趨勢中，手機(jī)設(shè)計(jì)工程已達(dá)到了不能再減少產(chǎn)品厚度的水準(zhǔn)。從最近發(fā)表的手 機(jī)的設(shè)計(jì)概念來看，競爭在于畫面被進(jìn)一步擴(kuò)大，而手機(jī)厚度向更薄，尺寸向更小發(fā)展，但 是已達(dá)到物理極限。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)在金屬件（如手機(jī)外殼、平板電腦外殼體等）表面離子鍍膜的工藝屬于 空白，原有技術(shù)只能用于金屬件水電鍍或塑膠件真空鍍膜，其缺點(diǎn)是金屬件水鍍顏色單一； 而塑膠件真空鍍色彩豐富但殼體強(qiáng)度極低，不能滿足手機(jī)尺寸變大后對(duì)殼體強(qiáng)度的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的旨在提供一種金屬件的真空鍍膜方法，采用 該方法處理后的金屬薄膜均勻并且附著力好，增強(qiáng)了產(chǎn)品表面鍍層的耐磨性。
[0005] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的可以通過采取如下技術(shù)方案達(dá)到：
[0006] -種金屬件的真空鍍膜方法，其特征在于，將金屬件放置于真空室內(nèi)，采用真空鍍 膜方法在金屬件表面上沉積一層金屬薄膜。
[0007] 作為優(yōu)選，所述真空鍍膜方法，按以下步驟進(jìn)行：
[0008] 2-1)抽真空：啟動(dòng)抽真空系統(tǒng)，控制真空室的真空度達(dá)到3X 10_3Pa-5X 10_3Pa ;
[0009] 2-2)金屬件預(yù)熱：開啟加熱器將真空室內(nèi)的金屬件加熱至70°C以上，使得金屬件 表面的金屬原子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使得金屬原子處于活躍狀態(tài)；
[0010] 2-3)向真空室內(nèi)通入惰性氣體，氣壓控制在0. 5-2Pa之間；
[0011] 2-4)采用如下兩種方式中的任意一種釋放金屬離子：
[0012] a、在真空室內(nèi)設(shè)置金屬靶材，在金屬靶材上施加大于200V的負(fù)電壓，使得金屬靶 材釋放出金屬離子；
[0013] b、在真空室內(nèi)設(shè)置金屬膜料，采用電子槍對(duì)著金屬膜料射擊，使得金屬膜料釋放 出金屬離子；電子槍的輸出功率為4-30KW ;
[0014] 2-5)金屬離子被釋放出的同時(shí)放出能量，發(fā)生輝光放電，產(chǎn)生等離子體；等離子 體內(nèi)的金屬離子在電場的作用下向金屬件加速，與金屬件表面沖撞后，金屬件上的金屬離 子被濺出來，使得等離子體內(nèi)的金屬離子替換掉金屬件上被濺出的金屬離子、并沉積于金 屬件表面上形成一層金屬薄膜。
[0015] 作為優(yōu)選，所述金屬件為鋁材料，所述金屬靶材為鋁材料；鍍膜工藝參數(shù)如下：真 空度為3Xl(T 3Pa-5Xl(r3Pa，金屬件預(yù)熱溫度為70-150°C，施加于金屬靶材上的負(fù)電壓為 200-1000V，沉積時(shí)間為50-120分鐘，金屬薄膜的厚度為50 μ m-80 μ m。
[0016] 作為優(yōu)選，所述金屬件為鋁材料，所述金屬膜料為鋁材料；鍍膜工藝參數(shù)如下：真 空度為3Xl(T 3Pa-5Xl(r3Pa，金屬件預(yù)熱溫度為70-150°C，施加于金屬膜料的電子槍的輸 出功率為4-30KW，沉積時(shí)間為50-120分鐘，金屬薄膜的厚度為50 μ m-80 μ m。
[0017] 作為優(yōu)選，所述惰性氣體為氦（He)、氖（Ne)、氬（Ar)、氪（Kr)、氙（Xe)中的任意一 種。
[0018] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0019] 本發(fā)明首先采用真空鍍膜方法在金屬件表面上形成一層金屬薄膜，具體來說，是 通過金屬靶材或金屬膜料釋放出金屬離子，屬離子被釋放出的同時(shí)放出能量，發(fā)生輝光放 電，產(chǎn)生等離子體；等離子體內(nèi)的金屬離子在電場的作用下向金屬件加速，與金屬件表面沖 撞后，金屬件上的金屬離子被濺出來，使得等離子體內(nèi)的金屬離子替換掉金屬件上被濺出 的金屬離子、并沉積于金屬件表面上形成一層金屬薄膜。也就是說，本發(fā)明是將金屬靶材或 金屬膜料釋放出金屬離子替換掉金屬件上被濺出的金屬離子，而傳統(tǒng)鍍膜工藝僅僅是將 金屬靶材或金屬膜料沉積于塑料件上。因此，本發(fā)明所述方法得到的金屬薄膜均勻并且附 著力好，增強(qiáng)了產(chǎn)品表面電鍍層的耐磨性；其次，本發(fā)明將鍍好金屬薄膜的金屬件進(jìn)行陽 極氧化處理，使得鍍膜氧化后的色彩豐富，耐腐蝕性能好，提高了金屬件的整體強(qiáng)度，且該 工藝對(duì)環(huán)境無污染。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做具體說明
[0021] 實(shí)施例1 :
[0022] -種金屬件的真空鍍膜方法，按以下步驟進(jìn)行：
[0023] 1)前處理：對(duì)金屬件的表面進(jìn)行拋光處理；所述金屬件采用鋁材料制作而成。
[0024] 2)鍍膜：將經(jīng)過步驟1)處理后的金屬件放置于真空室內(nèi)，采用真空鍍膜方法在金 屬件表面上沉積一層金屬薄膜；
[0025] 3)將鍍好金屬薄膜的金屬件進(jìn)行陽極氧化處理。
[0026] 在步驟2)中，所述真空鍍膜方法，按以下步驟進(jìn)行：
[0027] 2-1)抽真空：啟動(dòng)抽真空系統(tǒng)，控制真空室的真空度達(dá)到3 X l(T3Pa ;
[0028] 2-2)金屬件預(yù)熱：開啟加熱器將真空室內(nèi)的金屬件加熱至70°C，使得金屬件表面 的金屬原子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使得金屬原子處于活躍狀態(tài)；
[0029] 2-3)向真空室內(nèi)通入惰性氣體，氣壓控制在0. 5_2Pa之間；所述惰性氣體為氬 (Ar)；
[0030] 2-4)采用如下方式釋放金屬離子：
[0031] a、在真空室內(nèi)設(shè)置金屬靶材，在金屬靶材上施加 200V的負(fù)電壓，使得金屬靶材釋 放出金屬離子；所述金屬靶材采用鋁材料制作而成。
[0032] 2-5)釋放出金屬離子被激發(fā)，同時(shí)放出能量，發(fā)生輝光放電，產(chǎn)生等離子體；等離 子體內(nèi)的金屬離子向金屬件加速，與金屬件表面沖撞后，金屬件上的金屬離子被濺出來，使 得等離子體內(nèi)的金屬離子替換掉金屬件上的金屬離子、并沉積于金屬件表面上形成一層金 屬薄膜。
[0033] 由于形成薄膜的厚度與鍍膜的沉積時(shí)間有關(guān)，控制沉積時(shí)間為：50分鐘，得到的 所述金屬薄膜的厚度為50 μ m。
[0034] 步驟3)所述的陽極氧化處理，按如下步驟進(jìn)行：
[0035] 3-1)堿洗：將鍍好金屬薄膜的金屬件放入堿洗液中進(jìn)行堿洗脫脂，清除表面有 機(jī)油脂和無機(jī)碳化物；其中，堿洗液包括 ：60_80g/L氫氧化鈉和20g/L表面活性劑；溫度為 50-70攝氏度，時(shí)間為1-2分鐘；
[0036] 3-2)水洗：將堿洗后的金屬件進(jìn)行水洗處理；最好先用80-KKTC的熱水進(jìn)行沖 洗，有利于洗凈工件表面上的堿性物質(zhì)。
[0037] 3-3)酸洗：將水洗后的金屬件放入酸洗液中進(jìn)行堿洗；其中，酸洗液包括：濃度為 15-25%的硫酸，溫度為20-30攝氏度，時(shí)間為1-2分鐘。酸洗本身的作用是腐蝕、溶解金 屬表層、與表面疏松的氧化物發(fā)生還原反應(yīng)，同時(shí)它還具有強(qiáng)脫脂和酸堿中和作用。
[0038] 3-4)將酸洗后的金屬件放入溶劑進(jìn)行化學(xué)浸蝕，其中，溶劑為濃度為15-20%的 硫酸、濃度為75-85%的磷酸、濃度為15-20%的硝酸中的任意一種，溫度為100-130攝氏 度，時(shí)間為5-10分鐘；利用化學(xué)浸蝕的作用，使產(chǎn)品達(dá)到整平、光亮的效果。
[0039] 3-5)將化學(xué)浸蝕后的金屬件放入250_350ml/L的硝酸中進(jìn)行硝酸出光，清除表面 的氧化皮或不溶物，使表面露出結(jié)晶層；其中，溫度為20-30攝氏度，時(shí)間為1-2分鐘；
[0040] 3-6)將硝酸出光后金屬件放入20-30g/L的硝酸中進(jìn)行陽極氧化處理，具體工藝 參數(shù)：溫度為20-30攝氏度，電壓為12-24V，電流為0. 8-2. 5A/dm2,時(shí)間為30-50分鐘；
[0041] 3-7):將經(jīng)過陽極氧化處理后的金屬件浸入染料溶液中進(jìn)行染色。由于陽極氧化 膜是由大量垂直于金屬表面的六邊形晶胞組成，每個(gè)晶胞中心有一個(gè)膜孔，并具有極強(qiáng)的 吸附力，當(dāng)氧化過的鋁制品浸入染料溶液中，染料原子通過擴(kuò)散作用進(jìn)入氧化膜的膜孔中， 同時(shí)與氧化膜形成難以分離的共價(jià)鍵和離子鍵。這種鍵結(jié)合是可逆的，在一定條件下會(huì) 發(fā)生解吸附作用。因此，染色之后，金屬件表面會(huì)形成凹凸不平的平面，必須經(jīng)過封孔處理 (解決凹凸不平的問題），將染料固定在膜孔中，同進(jìn)增加氧化膜的耐蝕、耐磨等性能。
[0042] 3-8):將染色后的金屬件進(jìn)行水洗，以除去附在鋁制品表面的浮色。因?yàn)闉R鍍后的 金屬件侵泡在溶液中，金屬膜層在氧化時(shí)由于不同的電流及電壓作用，導(dǎo)致氧化后的顏色 會(huì)不一樣，因此，在染色之后，要將金屬件進(jìn)行水洗，以除去附在金屬件表面的浮色。
[0043] 實(shí)施例2 :
[0044] 本實(shí)施例的特點(diǎn)是：在步驟2)中，真空鍍膜工藝參數(shù)如下：真空度為3. 5 X l(T3Pa， 金屬件預(yù)熱溫度為l〇〇°C，施加于金屬祀材上的負(fù)電壓為600V,沉積時(shí)間為80分鐘，金屬 薄膜的厚度為60 μ m。
[0045] 其他與實(shí)施1相同。
[0046] 實(shí)施例3:
[0047] 本實(shí)施例的特點(diǎn)是：在步驟2)中，所述真空鍍膜方法，按以下步驟進(jìn)行：
[0048] 2-1)抽真空：啟動(dòng)抽真空系統(tǒng)，控制真空室的真空度達(dá)到4X l(T3Pa ;
[0049] 2-2)金屬件預(yù)熱：開啟加熱器將真空室內(nèi)的金屬件加熱至120°C，使得金屬件表 面的金屬原子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使得金屬原子處于活躍狀態(tài)；
[0050] 2-3)向真空室內(nèi)通入惰性氣體，氣壓控制在0. 5_2Pa之間；所述惰性氣體為氬 (Ar)；
[0051] 2-4)采用如下方式釋放金屬離子：
[0052] a、在真空室內(nèi)設(shè)置金屬膜料，采用電子槍對(duì)著金屬膜料射擊，使得金屬膜料釋放 出金屬離子；電子槍的輸出功率為20KW。
[0053] 2-5)釋放出金屬離子被激發(fā)，同時(shí)放出能量，發(fā)生輝光放電，產(chǎn)生等離子體；等離 子體內(nèi)的金屬離子向金屬件加速，與金屬件表面沖撞后，金屬件上的金屬離子被濺出來，使 得等離子體內(nèi)的金屬離子替換掉金屬件上的金屬離子、并沉積于金屬件表面上形成一層金 屬薄膜。
[0054] 由于形成薄膜的厚度與鍍膜的沉積時(shí)間有關(guān)，控制沉積時(shí)間為：100分鐘，得到的 所述金屬薄膜的厚度為70 μ m。
[0055] 其他與實(shí)施例1相同。
[0056] 實(shí)施例4:
[0057] 本實(shí)施例的特點(diǎn)是：在步驟2)中，真空鍍膜工藝參數(shù)如下：真空度為5 X l(T3Pa， 金屬件預(yù)熱溫度為150°C，施加于金屬膜料的電子槍的輸出功率為30KW，沉積時(shí)間為120分 鐘，金屬薄膜的厚度為80 μ m。
[0058] 其他與實(shí)施例3相同。
[0059] 對(duì)比例 1-2 :
[0060] 將本發(fā)明實(shí)施例1-4所述方法得到的金屬件與采用常規(guī)水電鍍制得的金屬件（對(duì) 比例1)、采用常規(guī)真空鍍膜制得的塑料件（對(duì)比例2)進(jìn)行比較，具體情況參見表1。
[0061] 表1性能檢測對(duì)比
[0062]

【權(quán)利要求】
1. 一種金屬件的真空鍍膜方法，其特征在于：將金屬件放置于真空室內(nèi)，采用真空鍍 膜方法在金屬件表面上沉積一層金屬薄膜。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬件的真空鍍膜方法，其特征在于，所述真空鍍膜方法，按 以下步驟進(jìn)行： 2-1)抽真空：啟動(dòng)抽真空系統(tǒng)，控制真空室的真空度達(dá)到3XKT3Pa-5Xl(T3Pa ; 2-2)金屬件預(yù)熱：開啟加熱器將真空室內(nèi)的金屬件加熱至70°C以上，使得金屬件表面 的金屬原子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使得金屬原子處于活躍狀態(tài)； 2-3)向真空室內(nèi)通入惰性氣體，氣壓控制在0.5-2Pa之間； 2-4)采用如下兩種方式中的任意一種釋放金屬離子： a、 在真空室內(nèi)設(shè)置金屬靶材，在金屬靶材上施加大于200V的負(fù)電壓，使得金屬靶材釋 放出金屬離子； b、 在真空室內(nèi)設(shè)置金屬膜料，采用電子槍對(duì)著金屬膜料射擊，使得金屬膜料釋放出金 屬離子；電子槍的輸出功率為4-30KW ; 2-5)金屬離子被釋放出的同時(shí)放出能量，發(fā)生輝光放電，產(chǎn)生等離子體；等離子體內(nèi) 的金屬離子在電場的作用下向金屬件加速，與金屬件表面沖撞后，金屬件上的金屬離子被 濺出來，使得等離子體內(nèi)的金屬離子替換掉金屬件上被濺出的金屬離子、并沉積于金屬件 表面上形成一層金屬薄膜。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬件的真空鍍膜方法，其特征在于，在步驟2) 中，所述金屬件為鋁材料，所述金屬靶材為鋁材料；鍍膜工藝參數(shù)如下：真空度為 3X10_ 3Pa-5X10_3Pa，金屬件預(yù)熱溫度為70-150°C，施加于金屬靶材上的負(fù)電壓為 200-1000V，沉積時(shí)間為50-120分鐘，金屬薄膜的厚度為50 μ m-80 μ m。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬件的真空鍍膜方法，其特征在于，在步驟2) 中，所述金屬件為鋁材料，所述金屬膜料為鋁材料；鍍膜工藝參數(shù)如下：真空度為 3XKT 3Pa-5Xl(T3Pa，金屬件預(yù)熱溫度為70-150°C，施加于金屬膜料的電子槍的輸出功率 為4-30KW，沉積時(shí)間為50-120分鐘，金屬薄膜的厚度為50 μ m-80 μ m。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬件的真空鍍膜方法，其特征在于，在步驟2)中，所述惰 性氣體為氦、氖、氬、氪、氙中的任意一種。
【文檔編號(hào)】C23C14/16GK104060224SQ201410299957
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】章繼波 申請(qǐng)人:深圳惠科精密工業(yè)有限公司, 章繼波