CN102453857A - 非晶合金壳体及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种非晶合金壳体包括一非晶合金基壳及通过真空镀膜在该非晶合金基壳表面形成的耐磨性保护层。由于上述非晶合金壳体在其非晶合金基壳表面形成一层耐磨性保护层，因此该非晶合金基壳不易刮伤。本发明还包括一种非晶合金壳体的制造方法。

Description

非晶合金壳体及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种非晶合金壳体及其制造方法。

背景技术

非晶合金具有类似玻璃的结构特征，在业界被称之为金属玻璃，具有强度高、韧性强、耐腐蚀及易于成型复杂结构等特性。由非晶合金制得的壳体类产品，其表面可获得特殊的金属质感，通过镜面抛光后产品具有金属光泽，通过拉丝处理后可强烈地衬托出产品高贵的金属质感。然而，由于拉丝后壳体较易刮伤，从而大大束缚了非晶合金材料在壳体类外观件上的应用。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种不易刮伤的非晶合金壳体及其制造方法。

一种非晶合金壳体，其包括非晶合金基壳及通过真空镀膜在该非晶合金基壳表面形成的耐磨性保护层。

一种非晶合金壳体制造方法，包括以下步骤：

提供由非晶合金材料制成的基壳；

对该非晶合金基壳进行表面拉丝或抛光预处理；及

对该非晶合金基壳进行真空镀膜处理，于该非晶合金基壳表面形成一层耐磨性保护层。

由于上述非晶合金壳体在其非晶合金基壳表面形成一层耐磨性保护层，因此该非晶合金基壳不易刮伤。

附图说明

图1是本发明实施方式的非晶合金壳体。

主要元件符号说明

非晶合金壳体        10

非晶合金基壳        12

耐磨性保护层        14

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施方式对本发明非晶合金壳体及其制造方法作进一步的详细说明。

请参见图1，本发明实施方式的非晶合金壳体10包括由非晶合金材料制成的非晶合金基壳12以及通过真空镀膜方法形成于非晶合金基壳12表面的耐磨性保护层14。可以理解，非晶合金基壳12可为手机、MP3、DVD、笔记本电脑、机箱等各种电子产品的外壳，非晶合金基壳12于镀膜前可经抛光或拉丝等工艺处理以获得不同的外观效果。

优选地，本发明非晶合金基壳12为锆(Zr)基非晶合金。可以理解，非晶合金基壳12还可以为铁(Fe)基、钴(Co)基、镍(Ni)基或其他非晶合金。

优选地，耐磨性保护层14为氮化钛(TiN)层，其厚度为1.0～2.0μm。可以理解，耐磨性保护层14还可以为氮碳化钛(TiCN)层，氮化铝钛(TiAlN)层，氮化铬(CrN)层，类金刚石(DLC)层或氮化铬铝钛(TiAlCrN)层等其它耐磨性保护层。

优选地，耐磨性保护层14通过离子镀的方法沉积形成。可以理解，耐磨性保护层14也可以通过蒸发镀膜、溅射镀膜等其他真空镀膜方法形成。

一种可制备非晶合金壳体10的制造方法，包括以下步骤：

(1)提供一种锆(Zr)基母合金，采用该锆(Zr)基母合金制成非晶合金基壳；

本实施方式中，该锆(Zr)基母合金形成方法如下：采用真空电弧熔炼炉制造得到镍(Ni)钕(Nb)合金，再采用真空感应炉熔炼该镍(Ni)钕(Nb)合金并向其添加锆(Zr)、铜(Cu)、铝(Al)等元素，并使锆(Zr)含量大于其它元素的含量，得到锆(Zr)基母合金。该非晶合金基壳采用压铸方法成型，具体步骤如下：将锆(Zr)基母合金融熔后倒入模具的通孔内，采用一推杆将该融熔合金推入模腔内；合模，并同时施加一定压力，使熔融合金充满模腔；快速冷却，以形成锆(Zr)基非晶合金基壳。

该非晶合金基壳可制成手机、MP3、DVD、笔记本电脑、机箱等各种电子产品的外壳形状。

(2)对该非晶合金基壳进行表面拉丝或抛光等预处理；

(3)采用无水乙醇对锆(Zr)基非晶合金基壳进行超声波清洗，以除去非晶合金基壳表面的脏污；

(4)以钛(Ti)为靶材，采用离子镀的方法在经清洗后的锆(Zr)基非晶合金基壳表面镀制一层氮化钛(TiN)薄膜。该离子镀方法在真空度≤4×10^-3Pa的真空腔内进行，腔体内温度为200～300℃，转架转速为0.5～3.0转/分钟，通入的Ar气体流量为400～600sccm(标准状态毫升/分钟)，N₂气体流量为200～300sccm，Ti靶材功率为10～14Kw，偏压为80～90v，占空比为20～70％，溅射时间为3～4小时。由此在锆(Zr)基非晶合金基壳表面获得厚度大约1.0～2.0μm的氮化钛(TiN)薄膜。

由上述非晶合金制造方法所制得的锆(Zr)基非晶合金壳体，包括锆(Zr)基非晶合金基壳及形成于该锆(Zr)基非晶合金基壳表面的氮化钛(TiN)薄膜，该氮化钛(TiN)薄膜中钛原子个数百分比为50～60％，氮原子个数百分比为40～50％。该氮化钛(TiN)薄膜由直径大约为50～100nm的晶粒组成。

以下为采用上述锆(Zr)基非晶合金壳体制造方法的两个优选实施例：

实施例1

采用无水乙醇对锆(Zr)基非晶合金基壳进行超声波清洗大约30分钟。

将清洗好的锆(Zr)基非晶合金基壳放入中频磁控溅射镀膜机的真空腔中。

开启真空泵对真空腔抽真空并设定真空度为3×10^-3Pa，开启转架并设定转速为0.5转/分钟，开启真空腔烘烤并设定腔内温度为200℃。

待真空腔的真空度抽至上述设定值后，通入工作气体氩气及反应气体氮气，氩气流量为400sccm，氮气流量为200sccm；开启钛靶并调节钛靶功率为14kw，偏压80v，占空比为20％，溅射3小时，由此在锆(Zr)基非晶合金基壳表面获得一层氮化钛(TiN)薄膜。

实施例2

采用无水乙醇对锆(Zr)基非晶合金基壳进行超声波清洗大约30分钟。

将清洗好的锆(Zr)基非晶合金壳体放入中频磁控溅射镀膜机的真空腔中。

开启真空泵对真空腔抽真空并设定真空度为3×10^-3Pa，开启转架并设定转速为3.0转/分钟，开启真空腔烘烤并设定腔内温度为300℃。

待真空腔的真空度抽至上述设定值后，通入工作气体氩气及反应气体氮气，氩气流量为600sccm，氮气流量为300sccm；开启钛靶并调节钛靶功率为10kw，偏压90v，占空比为70％，溅射4小时，由此在锆(Zr)基非晶合金表面获得一层氮化钛(TiN)薄膜。

由实施例1和实施例2制得的锆(Zr)基非晶合金壳体的氮化钛(TiN)薄膜结构比较类似，且具有类似的抗刮伤性能、耐磨性能及硬度。

将本发明实施方式1所制得的锆(Zr)基非晶合金壳体与未经本发明制造方法处理的锆(Zr)基非晶合金基壳在耐磨性、附着力及硬度方面进行对比。

耐磨性

采用橡胶刮头，加压1kg，以25mm/min的速度分别在锆(Zr)基非晶合金壳体和锆(Zr)基非晶合金基壳表面进行10次、20次、100次的来回摩擦测试。测试结果为：锆(Zr)基非晶合金基壳随着摩擦次数增多，磨损越来越严重，而锆(Zr)基非晶合金壳体经100次的来回摩擦仍无明显变化。

附着力

对锆(Zr)基非晶合金壳体进行附着力测试，利用规定的3M600胶带粘贴于百格中，快速拉起3M胶带，结果显示：切口的边缘完全光滑，格子边缘没有任何剥落，以ISO等级标准判定为5B。

硬度

对锆(Zr)基非晶合金壳体和锆(Zr)基非晶合金基壳分别取三点进行维式硬度测试，测得结果为：锆(Zr)基非晶合金壳体的平均硬度为623.2HV，锆(Zr)基非晶合金基壳的平均硬度为484.3HV。

从以上可以看出，经上述非晶合金壳体制造方法制得的锆(Zr)基非晶合金壳体，由于在锆(Zr)非晶合金基壳表面形成一层耐磨性保护层，该耐磨性保护层耐磨性好、附着力强、强度高，从而该非晶合金基壳不易刮伤。

另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种非晶合金壳体，其包括非晶合金基壳，其特征在于：该非晶合金壳体还包括通过真空镀膜在该非晶合金基壳表面形成的耐磨性保护层。

2.如权利要求1所述的非晶合金壳体，其特征在于：该基壳的非晶合金材料为Zr基非晶合金。

3.如权利要求1所述的非晶合金壳体，其特征在于：该基壳的非晶合金材料为Fe基、Co基或Ni基非晶合金。

4.如权利要求1所述的非晶合金壳体，其特征在于：该耐磨性保护层为TiN层，其厚度为1.0～2.0μm。

5.如权利要求4所述的非晶合金壳体，其特征在于：该TiN层中钛原子个数百分比为50～60％，氮原子个数百分比为40～50％，该TiN层由直径为50～100nm的晶粒组成。

6.如权利要求1所述的非晶合金壳体，其特征在于：该耐磨性保护层为TiCN层、TiAlN层、CrN层、DLC层或TiAlCrN层，其厚度为1.0～2.0μm。

7.一种非晶合金壳体制造方法，其包括以下步骤：

提供由非晶合金材料制成的基壳；

对该非晶合金基壳进行表面拉丝或抛光预处理；及

对该非晶合金基壳进行真空镀膜处理，于该非晶合金基壳表面形成一层耐磨性保护层。

8.如权利要求7所述的非晶合金壳体制造方法，其特征在于：该真空镀膜方法为离子镀膜方法，其在真空度≤4×10^-3Pa的真空腔内进行，腔体内温度为200～300℃，转架转速为0.5～3.0转/分钟，通入的Ar气体流量为400～600sccm，N₂气体流量为200～300sccm，Ti靶材功率为10～14Kw，偏压为80～90v，占空比为20～70％，溅射时间为3～4小时。

9.如权利要求7所述的非晶合金壳体制造方法，其特征在于：该非晶合金材料为Zr基非晶合金。

10.如权利要求9所述的非晶合金壳体制造方法，其特征在于：该Zr基非晶合金通过压铸成型得到该非晶合金基壳。

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