CN102548310A - 壳体及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种壳体，包括在该铝或铝合金基体上依次形成防腐蚀层和色彩层，该防腐蚀层为硅层。本发明还提供了所述壳体的制造方法，包括以下步骤：提供铝或铝合金基体，于该铝或铝合金基体上依次磁控溅射形成防腐蚀层和色彩层。所述壳体具有良好的耐腐蚀性及装饰性外观。

Description

壳体及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种壳体及其制造方法。
背景技术
真空镀膜技术(PVD)是一种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，与PVD镀层，如TiN层、TiN层或CrN层的电位差较大，且PVD镀层本身不可避免的会存在微小的孔隙，如针孔、裂纹，致使铝或铝合金基体易于发生微电池腐蚀。因此，直接于铝或铝合金基体表面镀覆所述TiN层、TiN层或CrN层并不能有效提高所述铝或铝合金基体的耐腐蚀性能，同时该PVD镀层本身也会发生异色、脱落等现象，难以维持良好的装饰外观。
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壳体。
另外，还提供一种上述壳体的制造方法。
一种壳体，包括铝或铝合金基体、依次形成于铝或铝合金基体上的防腐蚀层和色彩层，所述防腐蚀层为硅层。
一种壳体的制造方法，包括以下步骤：
提供铝或铝合金基体；在该铝或铝合金基体上磁控溅射形成防腐蚀层，该防腐蚀层为硅层；在该上磁控溅射形成色彩层。
所述壳体的制造方法，通过磁控溅射法依次于铝或铝合金基体上形成防腐蚀层及具有装饰性的色彩层。该防腐蚀层为一硅层，其以磁控溅射技术形成，具有更致密的超细微结构，其陶瓷材料的绝缘性能可减缓电偶腐蚀速率，其可以减缓基体与色彩层之间形成的微电池腐蚀作用，在控制在一定厚度的情况下，其可以降低腐蚀性气氛的浓度，有利于色彩层附着力的改善，避免所述色彩层发生异色、脱落等失效现象，从而使该壳体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壳体的剖视图。
图2是图1壳体的制作过程中所用镀膜机结构示意图。
主要元件符号说明
壳体                  10
铝或铝合金基体        11
防腐蚀层              13
色彩层                15
镀膜机                100
镀膜室                20
真空泵                30
轨迹                  21
靶材                  22
气源通道              24
具体实施方式
请参阅图1，本发明一较佳实施例的壳体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上的防腐蚀层防腐蚀层13、色彩层15。该壳体10可以为3C电子产品的壳体，也可为工业、建筑用件及汽车等交通工具的零部件等。
所述防腐蚀层13为硅层，其厚度为3～10μm。
在所述的色彩层15上还可以磁控溅射一色彩层，所述色彩层15为Ti-N层，其厚度为1.0～3.0μm。
可以理解，所述色彩层15还可以为Cr-N或其他具有装饰性的色彩层。
所述防腐蚀层13、色彩层15可通过磁控溅射法形成。
本发明一较佳实施例的制造所述壳体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/镁金属基体11的表面进行氩气等离子清洗，进一步去除铝/镁金属基体11表面的油污，以改善铝/镁金属基体11表面与后续涂层的结合力。
提供一镀膜机100，镀膜机100包括一镀膜室20，该镀膜室20内设有转架(未图示)，将铝/镁金属基体11固定于转架上，转架带动铝/镁金属基体11沿圆形轨迹21运行，且铝/镁金属基体11在沿轨迹21运行时亦自转。在该镀膜室20侧壁上安装二靶材22，该二靶材22关于轨迹21的中心相对称。在二靶材22的两端设有气源通道24，该气源通道24吹出气体粒子轰击相应的靶材的表面，以使靶材表面溅射出粒子。当铝/镁金属基体11通过二靶材22之间时，将镀上二靶材22表面溅射的粒子，完成磁控溅射过程。
该等离子清洗的具体操作及工艺参数可为：对该镀膜室20进行抽真空处理至本底真空度为1.0×10-3Paa，以250～500sccm(标准状态毫升/分钟)的流量向镀膜室20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表面进行等离子清洗，等离子清洗时间为3～10min。
在对铝或铝合金基体11进行等离子清洗后，于该铝或铝合金基体11上形成防腐蚀层13。该防腐蚀层13为一硅层，以氩气为工作气体，调节氩气流量为100～200sccm，设置占空比为30～50％，于铝或铝合金基体11上施加-50～-100V的偏压，并加热镀膜室至100～150，选择硅为靶材，设置其功率为2～8kw，沉积防腐蚀层13。沉积防腐蚀层13的时间为90～180min，防腐蚀层13的厚度为3～10μm。
形成所述防腐蚀层13后，在该腐蚀层13上形成色彩层15，形成该色彩层15的具体操作及工艺参数如下：关闭所述硅靶的电源，开启已置于所述镀膜机内的一靶材电源，该靶材可为钛靶或铬靶，设置其功率为8～10kw，保持上述氩气的流量不变，并向镀膜室内通入流量为20～170sccm的反应气体氮气，沉积色彩层15。沉积色彩层的时间为20～30min，该色彩层15可为Ti-N膜层或Cr-N膜层，色彩层15的厚度为1.0～3.0μm。
以下结合具体实施例对壳体10的制备方法及壳体10进行说明：
实施例1
等离子清洗：氩气流量为280sccm，金属基体11的偏压为-300V，等离子清洗的时间为9分钟；
溅镀防腐蚀层13：通入氩气100sccm，开启硅靶，设置硅靶功率为2kw，设置基体的偏压为-50V，沉积100分钟；
形成色彩层15：该靶材可为钛靶或铬靶，设置其功率为8kw，保持上述氩气的流量不变，并向镀膜室内通入流量为60sccm的反应气体氮气，沉积色彩层15。沉积色彩层的时间为20min，该色彩层15可为Ti-N膜层或Cr-N膜层，色彩层15的厚度为1.0μm。
实施例2
等离子清洗：氩气流量为300sccm，金属基体11的偏压为-400V，等离子清洗的时间为9分钟；
溅镀防腐蚀层13：通入氩气200sccm，开启硅靶，设置硅靶功率为5kw，设置基体的偏压为-100V，沉积80分钟；
形成色彩层15：该靶材可为钛靶或铬靶，设置其功率为9kw，保持上述氩气的流量不变，并向镀膜室内通入流量为80sccm的反应气体氮气，沉积色彩层15。沉积色彩层的时间为30min，该色彩层15可为Ti-N膜层或Cr-N膜层，色彩层15的厚度为1.5μm。
实施例3
等离子清洗：氩气流量为450sccm，金属基体11的偏压为-500V，等离子清洗的时间为9分钟；
溅镀防腐蚀层13：以硅靶为靶材，通入氩气150sccm，开启硅靶，设置硅靶功率为2kw，设置基体的偏压为-150V，沉积100分钟；
形成色彩层15：该靶材可为钛靶或铬靶，设置其功率为10kw，保持上述氩气的流量不变，并向镀膜室内通入流量为120sccm的反应气体氮气，沉积色彩层15。沉积色彩层的时间为20min，该色彩层15可为Ti-N膜层或Cr-N膜层，色彩层15的厚度为1.2μm。
所述壳体10的制造方法，通过磁控溅射法依次于铝或铝合金基体11上形成防腐蚀层13及具有装饰性的色彩层15。该防腐蚀层13为一硅层，其能很好地起到一个过渡结合作用，使该色彩层15与铝或铝合金基体11更稳定地结合。该防腐蚀层为一硅层13，其以磁控溅射技术形成，具有更致密的超细微结构，其陶瓷材料的绝缘性能可减缓电偶腐蚀速率，其可以减缓基体11与色彩层15之间形成的微电池腐蚀作用，在控制在一定厚度的情况下，其可以降低腐蚀性气氛的浓度，有利于色彩层附着力的改善，避免所述色彩层15发生异色、脱落等失效现象，从而使该壳体10经长时间使用后仍具有较好的装饰性外观。

Claims (8)

1.一种壳体，包括铝或铝合金基体，依次形成于铝或铝合金基体上防腐蚀层和色彩层，其特征在于：所述防腐蚀层为硅层。
2.如权利要求1所述的壳体，其特征在于：该防腐蚀的厚度为3～10μm。
3.如权利要求1所述的壳体，其特征在于：该色彩层的厚度为1.0～3.0μm。
4.如权利要求1所述的壳体，其特征在于：所述色彩层为Ti-N层或Cr-N层。
5.一种壳体的制造方法，包括以下步骤：
提供铝或铝合金基体；
在该铝或铝合金基体上磁控溅射形成防腐蚀层，该防腐蚀层为硅层；
在该上磁控溅射形成色彩层。
6.如权利要求5所述的壳体的制造方法，其特征在于：磁控溅射所述防腐蚀层的工艺参数为：以氩气为工作气体，氩气流量为100～200sccm，设置占空比为30％～50％，对铝或铝合金基体上施加-50～-100V的偏压，镀膜室温度为100～150℃，以硅靶为靶材，设置其功率为2～8kw，沉积时间为90～180min。
7.如权利要求5所述的壳体的制造方法，其特征在于：磁控溅射所述色彩层的工艺参数为：以钛靶或铬靶为靶材，设置靶材功率为8～10kw，以氮气为反应气体，设置氮气流量为20～170sccm。
8.如权利要求7所述的壳体的制造方法，其特征在于：磁控溅射所述色彩层的时间为20～30min。
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