CN102877065B - 一种涂层沉积方法 - Google Patents
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Abstract
本发明所述的涂层沉积方法，其包括基体材料前处理和PVD的步骤，所述PVD步骤中色彩沉积步骤通过控制反应气体的流量可以使所生成的色彩涂层组成和结构发生细微的变化，从能够精确控制所获得涂层的颜色，满足日益提高的视觉需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂层沉积方法，属于表面处理技术领域。
背景技术
物理气相沉积技术早在20世纪初已有些应用，但在最近30年迅速发展，成为一门极具广阔应用前景的新技术，并向着环保型、清洁型趋势发展。
物理气相沉积(Physical vapor Deposition，PVD)技术表示在真空条件下，采用物理方法，将材料源固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体(或等离子体)过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。物理气相沉积的主要方法有真空蒸镀、溅射镀膜、电弧等离子体镀、离子镀膜，及分子束外延等。发展到目前，物理气相沉积技术不仅可沉积金属膜、合金膜，还可以沉积化合物、陶瓷、半导体、聚合物膜等。
目前国内仿色镀膜主要为电镀工艺，但电镀工艺是化学电镀，电镀过程中产生的废液如氰化物、低氰柠檬酸盐和亚硝酸盐镀液，这些电镀废液如不经处理，将会对水域、土壤和食物链造成长久的污染和破坏，对生态环境和人类健康产生破坏。
也有部分通过物理气相沉积即PVD的方法进行仿色镀膜，中国专利文献CN1460061A公开了一种采用不锈钢外观的多层装饰性和保护性涂层涂覆的制品，涂层包括在所述制品表面上的一个或多个电镀层和在电镀层上的气相沉积颜色层，该颜色层由锆、钛和铪等耐火金属或耐火金属合金、氮气和氧气的反应产物组成，其中总氮和氧含量为约4-32原子百分比和氮含量至少为约3原子百分比。
随着社会的发展，人类对制品美观程度的要求逐渐提高，因此对制品涂层的颜色划分得越来越精细，虽然上述技术能够得到具有不锈钢外观涂层的制品，但是无法精确地控制涂层的颜色，因而无法根据视觉上的不同需要，准确得到颜色具有细微差别的涂层。
通常，颜色的细微差别通过颜色模型能够表示出来，颜色模型(LAB)的数值能够描述正常视力的人所能看到的所有颜色，其中L表示亮度，值域为0-100，A和B表示有关色彩的两个值，A表示从洋红色至绿色的范围，B表示从黄色至蓝色的范围，值域都是+127～-128；其中+127A就是洋红色，渐渐过渡到-128A的时候变为绿色，同理，+127B是黄色，-128B是蓝色，所有颜色以这三个值交互变化组成，其中A和B值控制着色彩的变化，也就是说，虽然在不同亮度(L值)下，LAB所描述的颜色不同，但若A和B值相同，其色彩是不变的，只不过随着亮度的变化，颜色发生改变。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题是现有技术无法精确控制涂层的颜色，得到颜色具有细微差别的涂层；进而提供一种能够精确控制涂层的颜色，从而能够根据需要控制制品外观颜色呈现细微差别的气相沉积方法及其获得的气相沉积涂层。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种涂层沉积方法，包括基体材料前处理和PVD步骤，所述PVD步骤依次包括色彩沉积步骤和氧化步骤；所述色彩沉积步骤是在前处理后的所述基体材料上沉积色彩涂层；所述氧化步骤是在所述色彩涂层上沉积氧化物涂层；在所述色彩沉积步骤中，通过调节反应气体流量控制所述色彩涂层的化学物质的组成和晶相结构，从而控制所述色彩涂层的A值和B值，得到特定色彩的涂层。
所述色彩涂层为Zr-N-C复合物。
所述氧化物涂层为氧化锆。
在所述色彩沉积步骤中，所述反应气体为氮气与甲烷或氮气与乙炔；调节所述氮气流量来控制所述色彩涂层的B值；调节所述甲烷或乙炔流量来控制所述色彩涂层的A值。
调节所述氮气流量为120-200毫升/分，调节时每次增量为5-10毫升/分，从而控制所述色彩涂层的B值为25-30；调节所述甲烷或乙炔流量为25-75毫升/分，调节时每次增量为5毫升/分，从而控制所述色彩涂层的A值为1.5-3.0。
所述基体材料前处理具体包括以下步骤：
①对所述基体材料表面进行光洁度处理，获得表面光洁度为Ra0.04-Ra0.08的基体材料；
②对经过所述光洁度处理后的基体材料依次电镀上镍层和铬层，获得表层覆盖有镍层和铬层的基体材料。
获得的所述基体材料的表面光洁度为Ra0.04-Ra0.06。
通过控制所述镍层和铬层的厚度来控制所述涂层的L值，得到特定亮度的涂层。
所述镍层的厚度为14μm-18μm，所述铬层的厚度大于或者等于0.25μm-1μm时，所述涂层的L值为76-78。
所述基体材料为金属基体材料或非金属基体材料。
所述光洁度处理具体包括，将所述金属基体材料先进行粗磨清洁，粗磨用砂轮粒度为180#或400#，然后采用布轮清光。
所述PVD步骤中，所述金属基体材料的辉光放电电压为400-500伏，最大偏压为400-600伏；所述非金属基体材料的辉光放电电压为350-400伏，最大偏压为250-350伏。
所述涂层由上到下依次包括氧化物涂层、色彩涂层、铬层和镍层；所述涂层颜色的L值为76-81，A值为1.5-3.0，B值为25-30。
本发明相比于现有技术具有以下优点：
(1)本发明所述涂层沉积方法，包括基体材料前处理和PVD步骤，所述PVD步骤依次包括色彩沉积步骤和氧化步骤；所述色彩沉积步骤是在前处理后的所述基体材料上沉积色彩涂层；所述氧化步骤是在所述色彩涂层上沉积氧化物涂层；在所述色彩沉积步骤中，通过调节反应气体流量控制所述色彩涂层的化学物质的组成和晶相结构，从而控制所述色彩涂层的A值和B值，得到特定色彩的涂层。
每一种颜色都对应于一组L、A、B值，因此使涂层颜色达到预定的L、A、B值，就能精确得到特定颜色的涂层。在沉积涂层过程中对基体材料进行前处理时，控制电镀镍层和铬层的厚度使制品表面具有一定的亮暗程度，即具有一定的L值，并且该L值不会在PVD步骤中发生变化；在接下来的PVD步骤中，通过调节所述色彩沉积步骤中的反应气体流量来控制组成所述色彩涂层的化学物质的组成和晶相结构，从而根据需要得到具有预定A值和B值的色彩涂层，最终能够精确控制涂层的颜色，根据需要使制品的外观颜色呈现出细微的差别。避免了现有技术无法精确控制涂层颜色，无法根据需要得到颜色具有细微差别的涂层的问题。此外，在氧化步骤中沉积在色彩涂层上的氧化物涂层为透明或近似于透明的颜色，起到保护和防腐作用，因此不会对制品外观的颜色产生影响。
(2)本发明所述涂层沉积方法，所述色彩涂层材料为Zr-N-C复合物。所述色彩沉积步骤中，所述反应气体为氮气与甲烷或乙炔；调节所述氮气流量来控制所述色彩涂层的B值；调节所述甲烷或乙炔流量来控制所述色彩涂层的A值。
锆钯材、氮气与甲烷或乙炔在气体放电下电离，离子反应物为沉积在基体材料表面作为色彩涂层的Zr-N-C复合物，Zr-N-C复合物包括ZrN、ZrC、ZrAC1-AN(A＜1)等物质，并且具有一定的晶相结构，这就使得特定组成和晶相结构的Zr-N-C复合物对应特定的色彩，具有特定的A、B值；在色彩沉积步骤中，氮气的流量和流量调节速度可以通过控制复合物的组成和晶相结构来控制色彩涂层的B值，同时甲烷或乙炔的流量和流量调节速度可以通过控制复合物的组成和晶相结构来控制色彩涂层的A值，最终得到具有预定A值和B值的色彩涂层，达到对于涂层色彩的精细控制。
(3)本发明所述涂层沉积方法，在进行PVD步骤之前，在基体材料表面依次电镀上镍层和铬层，提高产品的防腐蚀能力，作为PVD层的良好底材，既能保证与PVD层有良好的结合力，同时通过对镍层和铬层厚度的选择又能调节制品表面的光亮程度，调节涂层颜色的L值，而且还能掩盖铜合金和ABS基体材料的部分细微缺陷。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明第一个实施例的物理气相沉积方法流程图；
图2为本发明第二个实施例的物理气相沉积方法流程图。
具体实施方式
实施例1
作为本发明第1个实施例的物理气相沉积方法，具体包括如下步骤：
基体材料前处理步骤：
①本发明选用铜合金作为基体材料，先将所述铜合金经过砂轮进行磨抛，砂轮的粒度号180#，然后采用布轮清光,获得表面光洁度Ra为0.04的基体材料；
②对经过所述光洁度处理后的铜合金进行电镀，获得表层覆盖有电镀层的铜合金，电镀层为镍层和铬层，其中，所述镍层厚度为14μm，铬层厚度为0.25μm。
PVD步骤：
①浸泡：将前处理后的铜合金基体材料浸泡于酒精中，取出用纯棉布擦净，然后将其挂到专用挂具中。
②辉光清洗：将上述挂具放入镀膜室内，磁场线圈电流设定为120A，转架速度设定为0.35转/分，抽真空，预热温度设为150℃，预热时间15分钟，真空度达到2.00×10-5托，辉光放电时间5分钟；再将辉光电压调至500V，氩气流量调至1500毫升/分,辉光放电压力调至250×10托,辉光放电时间5分钟进行辉光清洗。
③高偏压轰击：将高偏压电压调至600V，金属弧电流调至460A，氩气流量调至500毫升/分，压力调至50×10托，高偏压电压保持3分。
④锆金属沉积：靶材为锆，沉积电压调至70V，金属沉积时间为5分钟。
⑤色彩沉积：反应气体采用氮气和甲烷，色彩沉积时电流调至460A，电压调至70V，将氮气流量调至150毫升/分，调节时，每次增量为5-10毫升/分，甲烷流量调至50毫升/分，调节时，每次增量为5毫升/分，镀膜室压力设置为60×10托，色彩沉积时间为25分钟；甲烷，氮气和锆反应生成的Zr-N-C复合物沉积在基体材料表面。
⑥氧化：氧化物沉积时电流设置为460A，电压调至70V，将氧气调至500毫升/分，氧化物沉积压力为10×10托，氧化物沉积时间为30秒，氧化物是氧化锆。
最后，将产品冷却后出炉即可,获得所述气体沉积涂层的色值L值为79-79.2，A值为2.3，B值为26.9-27.1；颜色为土黄色。
实施例2
作为本发明第2个实施例的物理气相沉积方法，具体包括如下步骤：
基体材料前处理步骤：
①本发明选用铜合金作为基体材料，先将所述铜合金经过砂轮进行磨抛，砂轮的粒度号180#，然后采用布轮清光,获得表面光洁度Ra为0.08的基体材料；
②对经过所述光洁度处理后的铜合金进行电镀，获得表层覆盖有电镀层的铜合金，电镀层为镍层和铬层，其中，所述镍层厚度为16μm，铬层厚度为0.6μm。
PVD步骤：
①浸泡：将前处理后的铜合金基体材料浸泡于酒精中，取出用纯棉布擦净，然后将其挂到专用挂具中。
②辉光清洗：将上述挂具放入镀膜室内，磁场线圈电流设定为120A，转架速度设定为0.35转/分，抽真空，预热温度设为150℃，预热时间15分钟，真空度达到2.00×10-5托，辉光放电时间5分钟；再将辉光电压调至400V，氩气流量调至1500毫升/分,辉光放电压力调至250×10托,辉光放电时间5分钟进行辉光清洗。
③高偏压轰击：将高偏压电压调至400V，金属弧电流调至460A，氩气流量调至500毫升/分，压力调至50×10托，高偏压电压保持3分。
④锆金属沉积：靶材为锆，沉积电压调至70V，金属沉积时间为5分钟。
⑤色彩沉积：反应气体采用氮气和甲烷，色彩沉积时电流调至460A，电压调至70V，将氮气流量调至120毫升/分，调节时，每次增量为5-10毫升/分，甲烷流量调至25毫升/分，调节时，每次增量为5毫升/分，镀膜室压力设置为60×10托，色彩沉积时间为25分钟；甲烷，氮气和锆反应生成的Zr-N-C复合物沉积在基体材料表面。
⑥氧化：氧化物沉积时电流设置为460A，电压调至70V，将氧气调至500毫升/分，氧化物沉积压力为10×10托，氧化物沉积时间为30秒，氧化物是氧化锆。
最后，将产品冷却后出炉即可,获得所述气体沉积涂层的色值L值为76，A值为1.5，B值为25；颜色为暗土黄色。
实施例3
作为本发明第3个实施例的物理气相沉积方法，具体包括如下步骤：
基体材料前处理步骤：
①本发明选用铜合金作为基体材料，先将所述铜合金经过砂轮进行磨抛，砂轮的粒度号400#，然后采用布轮清光,获得表面光洁度Ra为0.06的基体材料；
②对经过所述光洁度处理后的铜合金进行电镀，获得表层覆盖有电镀层的铜合金，电镀层为镍层和铬层，其中，所述镍层厚度为18μm，铬层厚度为1μm。
PVD步骤：
①浸泡：将前处理后的铜合金基体材料浸泡于酒精中，取出用纯棉布擦净，然后将其挂到专用挂具中。
②辉光清洗：将上述挂具放入镀膜室内，磁场线圈电流设定为120A，转架速度设定为0.35转/分，抽真空，预热温度设为150℃，预热时间15分钟，真空度达到2.00×10-5托，辉光放电时间5分钟；再将辉光电压调至450V，氩气流量调至1500毫升/分,辉光放电压力调至250×10托,辉光放电时间5分钟进行辉光清洗。
③高偏压轰击：将高偏压电压调至500V，金属弧电流调至460A，氩气流量调至500毫升/分，压力调至50×10托，高偏压电压保持3分。
④锆金属沉积：靶材为锆，沉积电压调至70V，金属沉积时间为5分钟。
⑤色彩沉积：反应气体采用氮气和甲烷，色彩沉积时电流调至460A，电压调至70V，将氮气流量调至180毫升/分，调节时，每次增量为5-10毫升/分，甲烷流量调至75毫升/分，调节时，每次增量为5毫升/分，镀膜室压力设置为60×10托，色彩沉积时间为25分钟；甲烷，氮气和锆反应生成的Zr-N-C复合物沉积在基体材料表面。
⑥氧化：氧化物沉积时电流设置为460A，电压调至70V，将氧气调至500毫升/分，氧化物沉积压力为10×10托，氧化物沉积时间为30秒，氧化物是氧化锆。
最后，将产品冷却后出炉即可,获得所述气体沉积涂层的色值L值为78-78.3，A值为3，B值为28-28.1；颜色为香槟色。
实施例4
作为本发明第4个实施例的物理气相沉积方法，具体包括如下步骤：
基体材料前处理步骤：
①本发明选用铜合金作为基体材料，先将所述铜合金经过砂轮进行磨抛，砂轮的粒度号400#，然后采用布轮清光,获得表面光洁度Ra为0.07的基体材料；
②对经过所述光洁度处理后的铜合金进行电镀，获得表层覆盖有电镀层的铜合金，电镀层为镍层和铬层，其中，所述镍层厚度为18μm，铬层厚度为0.25μm。
PVD步骤：
①浸泡：将前处理后的铜合金基体材料浸泡于酒精中，取出用纯棉布擦净，然后将其挂到专用挂具中。
②辉光清洗：将上述挂具放入镀膜室内，磁场线圈电流设定为120A，转架速度设定为0.35转/分，抽真空，预热温度设为150℃，预热时间15分钟，真空度达到2.00×10-5托，辉光放电时间5分钟；再将辉光电压调至450V，氩气流量调至1500毫升/分,辉光放电压力调至250×10托,辉光放电时间5分钟进行辉光清洗。
③高偏压轰击：将高偏压电压调至400V，金属弧电流调至460A，氩气流量调至500毫升/分，压力调至50×10托，高偏压电压保持3分。
④锆金属沉积：靶材为锆，沉积电压调至70V，金属沉积时间为5分钟。
⑤色彩沉积：反应气体采用氮气和乙炔，色彩沉积时电流调至460A，电压调至70V，将氮气流量调至200毫升/分，调节时，每次增量为5-10毫升/分，乙炔流量调至75毫升/分，调节时，每次增量为5毫升/分，镀膜室压力设置为60×10托，色彩沉积时间为25分钟；乙炔，氮气和锆反应生成的Zr-N-C复合物沉积在基体材料表面。
⑥氧化：氧化物沉积时电流设置为460A，电压调至70V，将氧气调至500毫升/分，氧化物沉积压力为10×10托，氧化物沉积时间为30秒，氧化物是氧化锆。
最后，将产品冷却后出炉即可,获得所述气体沉积涂层的色值L值为81，A值为3，B值为30；颜色为金色。
实施例5
作为本发明第5个实施例的物理气相沉积方法，具体包括如下步骤：
基体材料前处理步骤：
①本发明选用铜合金作为基体材料，先将所述铜合金经过砂轮进行磨抛，砂轮的粒度号400#，然后采用布轮清光,获得表面光洁度Ra为0.05的基体材料；
②对经过所述光洁度处理后的铜合金进行电镀，获得表层覆盖有电镀层的铜合金，电镀层为镍层和铬层，其中，所述镍层厚度为15μm，铬层厚度为0.75μm。
PVD步骤：
①浸泡：将前处理后的铜合金基体材料浸泡于酒精中，取出用纯棉布擦净，然后将其挂到专用挂具中。
②辉光清洗：将上述挂具放入镀膜室内，磁场线圈电流设定为120A，转架速度设定为0.35转/分，抽真空，预热温度设为150℃，预热时间15分钟，真空度达到2.00×10-5托，辉光放电时间5分钟；再将辉光电压调至400V，氩气流量调至1500毫升/分,辉光放电压力调至250×10托,辉光放电时间5分钟进行辉光清洗。
③高偏压轰击：将高偏压电压调至500V，金属弧电流调至460A，氩气流量调至500毫升/分，压力调至50×10托，高偏压电压保持3分。
④锆金属沉积：靶材为锆，沉积电压调至70V，金属沉积时间为5分钟。
⑤色彩沉积：反应气体采用氮气和乙炔，色彩沉积时电流调至460A，电压调至70V，将氮气流量调至160毫升/分，调节时，每次增量为5-10毫升/分，乙炔流量调至25毫升/分，调节时，每次增量为5毫升/分，镀膜室压力设置为60×10托，色彩沉积时间为25分钟；乙炔，氮气和锆反应生成的Zr-N-C复合物沉积在基体材料表面。
⑥氧化：氧化物沉积时电流设置为460A，电压调至70V，将氧气调至500毫升/分，氧化物沉积压力为10×10托，氧化物沉积时间为30秒，氧化物是氧化锆。
最后，将产品冷却后出炉即可,获得所述气体沉积涂层的色值L值为77.2-77.5，A值为1.5，B值为27.5-27.6；颜色为浅香槟色。
实施例6
作为本发明第6个实施例的物理气相沉积方法，具体包括如下步骤：
基体材料前处理步骤：
①本发明选用铜合金作为基体材料，先将所述铜合金经过砂轮进行磨抛，砂轮的粒度号180#，然后采用布轮清光,获得表面光洁度Ra为0.05的基体材料；
②对经过所述光洁度处理后的铜合金进行电镀，获得表层覆盖有电镀层的铜合金，电镀层为镍层和铬层，其中，所述镍层厚度为14μm，铬层厚度为0.25μm。
PVD步骤：
①浸泡：将前处理后的铜合金基体材料浸泡于酒精中，取出用纯棉布擦净，然后将其挂到专用挂具中。
镀膜前准备，镀膜机采用北京长城钛金公司生产的VT-3000离子镀膜机,即VT-3000新型计算机自动控制离子镀膜机中间柱弧设备，中间柱为锆材质，即靶材为锆,磁场线圈电流设定为120安，转架速度设定为0.35转每分，反应气体采用氮气、乙炔和氧气；
②辉光清洗：将上述挂具放入镀膜室内，磁场线圈电流设定为120A，转架速度设定为0.35转/分，抽真空，预热温度设为150℃，预热时间15分钟，真空度达到2.00×10-5托，辉光放电时间5分钟；再将辉光电压调至600V，氩气流量调至1500毫升/分,辉光放电压力调至250×10托,辉光放电时间5分钟进行辉光清洗。
③高偏压轰击：将高偏压电压调至600V，金属弧电流调至460A，氩气流量调至500毫升/分，压力调至50×10托，高偏压电压保持3分。
④锆金属沉积：靶材为锆，沉积电压调至70V，金属沉积时间为5分钟。
⑤色彩沉积：反应气体采用氮气和乙炔，色彩沉积时电流调至460A，电压调至70V，将氮气流量调至140毫升/分，调节时，每次增量为5-10毫升/分，乙炔流量调至50毫升/分，调节时，每次增量为5毫升/分，镀膜室压力设置为60×10托，色彩沉积时间为25分钟；乙炔，氮气和锆反应生成的Zr-N-C复合物沉积在基体材料表面。
⑥氧化：氧化物沉积时电流设置为460A，电压调至70V，将氧气调至500毫升/分，氧化物沉积压力为10×10托，氧化物沉积时间为30秒，氧化物是氧化锆。
最后，将产品冷却后出炉即可,获得所述气体沉积涂层的色值L值为78.2，A值为2.3-2.4，B值为26；颜色为浅金色。
实施例7
作为本发明第7个实施例的物理气相沉积方法，具体包括如下步骤：
基体材料前处理步骤：
①本发明选用铜合金作为基体材料，先将所述铜合金经过砂轮进行磨抛，砂轮的粒度号180#，然后采用布轮清光,获得表面光洁度Ra为0.06的基体材料；
②对经过所述光洁度处理后的铜合金进行电镀，获得表层覆盖有电镀层的铜合金，电镀层为镍层和铬层，其中，所述镍层厚度为17μm，铬层厚度为2μm。
PVD步骤：
①浸泡：将前处理后的铜合金基体材料浸泡于酒精中，取出用纯棉布擦净，然后将其挂到专用挂具中。
②辉光清洗：将上述挂具放入镀膜室内，磁场线圈电流设定为120A，转架速度设定为0.35转/分，抽真空，预热温度设为150℃，预热时间15分钟，真空度达到2.00×10-5托，辉光放电时间5分钟；再将辉光电压调至600V，氩气流量调至1500毫升/分,辉光放电压力调至250×10托,辉光放电时间5分钟进行辉光清洗。
③高偏压轰击：将高偏压电压调至600V，金属弧电流调至460A，氩气流量调至500毫升/分，压力调至50×10托，高偏压电压保持3分。
④锆金属沉积：靶材为锆，沉积电压调至70V，金属沉积时间为5分钟。
⑤色彩沉积：反应气体采用氮气和乙炔，色彩沉积时电流调至460A，电压调至70V，将氮气流量调至140毫升/分，调节时，每次增量为5-10毫升/分，乙炔流量调至45毫升/分，调节时，每次增量为5毫升/分，镀膜室压力设置为60×10托，色彩沉积时间为25分钟；乙炔，氮气和锆反应生成的Zr-N-C复合物沉积在基体材料表面。
⑥氧化：氧化物沉积时电流设置为460A，电压调至70V，将氧气调至500毫升/分，氧化物沉积压力为10×10托，氧化物沉积时间为30秒，氧化物是氧化锆。
最后，将产品冷却后出炉即可,获得所述气体沉积涂层的色值L值为78.2，A值为2.3，B值为26；颜色为浅金色。
实施例8
作为本发明第8个实施例的物理气相沉积方法，具体包括如下步骤：
基体材料前处理步骤：
①本发明选用ABS塑料作为基体材料，ABS塑料先经过脱脂，然后水洗3次，经粗化，回收2次，水洗3次，中和，水洗3次，预浸，活化，水洗两次，解胶，水洗3次，化学镍，水洗2次，酸活化，酸铜，水洗3次，纯水洗，活化，化学镍的厚度为0.5μm；酸铜层的厚度为25μm；
②对经过处理后的ABS塑料进行电镀，获得表层覆盖有电镀层的ABS塑料，电镀层为镍层和铬层，其中，所述镍层厚度为14μm，铬层厚度为0.25μm。
PVD步骤：
①浸泡：将前处理后的ABS塑料浸泡于工业酒精中，取出用纯棉布擦净，然后将其挂到专用挂具中。
②辉光清洗：将上述挂具放入镀膜室内，磁场线圈电流设定为120A，转架速度设定为0.35转/分，抽真空，预热温度设为150℃，预热时间15分钟，真空度达到2.00×10-5托，辉光放电时间5分钟；再将辉光电压调至350V，氩气流量调至1500毫升/分,辉光放电压力调至250×10托,辉光放电时间5分钟进行辉光清洗。
③高偏压轰击：将高偏压电压调至250V，金属弧电流调至460A，氩气流量调至500毫升/分，压力调至50×10托，高偏压电压保持3分。
④锆金属沉积：靶材为锆，沉积电压调至70V，金属沉积时间为5分钟。
⑤色彩沉积：反应气体采用氮气和甲烷，色彩沉积时电流调至460A，电压调至70V，将氮气流量调至150毫升/分，调节时，每次增量为5-10毫升/分，甲烷流量调至50毫升/分，调节时，每次增量为5毫升/分，镀膜室压力设置为60×10托，色彩沉积时间为25分钟；甲烷，氮气和锆反应生成的Zr-N-C复合物沉积在基体材料表面。
⑥氧化：氧化物沉积时电流设置为460A，电压调至70V，将氧气调至500毫升/分，氧化物沉积压力为10×10托，氧化物沉积时间为30秒，氧化物是氧化锆。
最后，将产品冷却后出炉即可,获得所述气体沉积涂层的色值L值为79，A值为2.3，B值为26.5；颜色为浅金色。
实施例9
作为本发明第9个实施例的物理气相沉积方法，具体包括如下步骤：
基体材料前处理步骤：
①本发明选用ABS塑料作为基体材料，ABS塑料先经过脱脂，然后水洗3次，经粗化，回收2次，水洗3次，中和，水洗3次，预浸，活化，水洗两次，解胶，水洗3次，化学镍，水洗2次，酸活化，酸铜，水洗3次，纯水洗，活化，化学镍的厚度为1.0μm；酸铜层的厚度为20μm；
②对经过处理后的ABS塑料进行电镀，获得表层覆盖有电镀层的ABS塑料，电镀层为镍层和铬层，其中，所述镍层厚度为16μm，铬层厚度大于或者等于0.6μm。
PVD步骤：
①浸泡：将前处理后的ABS塑料浸泡于工业酒精中，取出用纯棉布擦净，然后将其挂到专用挂具中。
②辉光清洗：将上述挂具放入镀膜室内，磁场线圈电流设定为120A，转架速度设定为0.35转/分，抽真空，预热温度设为150℃，预热时间15分钟，真空度达到2.00×10-5托，辉光放电时间5分钟；再将辉光电压调至380V，氩气流量调至1500毫升/分,辉光放电压力调至250×10托,辉光放电时间5分钟进行辉光清洗。
③高偏压轰击：将高偏压电压调至300V，金属弧电流调至300A，氩气流量调至500毫升/分，压力调至50×10托，高偏压电压保持1分。
④锆金属沉积：靶材为锆，沉积电压调至70V，金属沉积时间为3分钟。
⑤色彩沉积：反应气体采用氮气和甲烷，色彩沉积时电流调至300A，电压调至60V，将氮气流量调至120毫升/分，调节时，每次增量为5-10毫升/分，甲烷流量调至25毫升/分，调节时，每次增量为5毫升/分，镀膜室压力设置为50×10托，色彩沉积时间为12分钟；甲烷，氮气和锆反应生成的Zr-N-C复合物沉积在基体材料表面。
⑥氧化：氧化物沉积时电流设置为300A，电压调至60V，将氧气调至500毫升/分，氧化物沉积压力为10×10托，氧化物沉积时间为30秒，氧化物是氧化锆。
最后，将产品冷却后出炉即可,获得所述气体沉积涂层的色值L值为76，A值为1.5，B值为25；颜色为暗土黄色。
实施例10
作为本发明第10个实施例的物理气相沉积方法，具体包括如下步骤：
基体材料前处理步骤：
①本发明选用ABS塑料作为基体材料，ABS塑料先经过脱脂，然后水洗3次，经粗化，回收2次，水洗3次，中和，水洗3次，预浸，活化，水洗两次，解胶，水洗3次，化学镍，水洗2次，酸活化，酸铜，水洗3次，纯水洗，活化，化学镍的厚度为2.0μm；酸铜层的厚度为15μm；
②对经过处理后的ABS塑料进行电镀，获得表层覆盖有电镀层的ABS塑料，电镀层为镍层和铬层，其中，所述镍层厚度为18μm，铬层厚度大于或者等于1μm。
PVD步骤：
①浸泡：将前处理后的ABS塑料浸泡于工业酒精中，取出用纯棉布擦净，然后将其挂到专用挂具中。
②辉光清洗：将上述挂具放入镀膜室内，磁场线圈电流设定为120A，转架速度设定为0.35转/分，抽真空，预热温度设为150℃，预热时间15分钟，真空度达到2.00×10-5托，辉光放电时间5分钟；再将辉光电压调至400V，氩气流量调至1500毫升/分,辉光放电压力调至250×10托,辉光放电时间5分钟进行辉光清洗。
③高偏压轰击：将高偏压电压调至350V，金属弧电流调至300A，氩气流量调至500毫升/分，压力调至50×10托，高偏压电压保持3分。
④锆金属沉积：靶材为锆，沉积电压调至70V，金属沉积时间为5分钟。
⑤色彩沉积：反应气体采用氮气和甲烷，色彩沉积时电流调至300A，电压调至60V，将氮气流量调至200毫升/分，调节时，每次增量为5-10毫升/分，甲烷流量调至75毫升/分，调节时，每次增量为5毫升/分，镀膜室压力设置为60×10托，色彩沉积时间为12分钟；甲烷，氮气和锆反应生成的Zr-N-C复合物沉积在基体材料表面。
⑥氧化：氧化物沉积时电流设置为300A，电压调至60V，将氧气调至500毫升/分，氧化物沉积压力为10×10托，氧化物沉积时间为30秒，氧化物是氧化锆。
最后，将产品冷却后出炉即可,获得所述气体沉积涂层的色值L值为81，A值为3，B值为30；颜色为金色。
实施例11
作为本发明第11个实施例的物理气相沉积方法，具体包括如下步骤：
基体材料前处理步骤：
①本发明选用ABS塑料作为基体材料，ABS塑料先经过脱脂，然后水洗3次，经粗化，回收2次，水洗3次，中和，水洗3次，预浸，活化，水洗两次，解胶，水洗3次，化学镍，水洗2次，酸活化，酸铜，水洗3次，纯水洗，活化，化学镍的厚度为2.0μm；酸铜层的厚度为25μm；
②对经过处理后的ABS塑料进行电镀，获得表层覆盖有电镀层的ABS塑料，电镀层为镍层和铬层，其中，所述镍层厚度为18μm，铬层厚度大于或者等于0.25μm。
PVD步骤：
①浸泡：将前处理后的ABS塑料浸泡于工业酒精中，取出用纯棉布擦净，然后将其挂到专用挂具中。
②辉光清洗：将上述挂具放入镀膜室内，磁场线圈电流设定为120A，转架速度设定为0.35转/分，抽真空，预热温度设为150℃，预热时间15分钟，真空度达到2.00×10-5托，辉光放电时间5分钟；再将辉光电压调至400V，氩气流量调至1500毫升/分,辉光放电压力调至250×10托,辉光放电时间5分钟进行辉光清洗。
③高偏压轰击：将高偏压电压调至250V，金属弧电流调至300A，氩气流量调至500毫升/分，压力调至50×10托，高偏压电压保持3分。
④锆金属沉积：靶材为锆，沉积电压调至70V，金属沉积时间为5分钟。
⑤色彩沉积：反应气体采用氮气和甲烷，色彩沉积时电流调至300A，电压调至60V，将氮气流量调至200毫升/分，调节时，每次增量为5-10毫升/分，甲烷流量调至25毫升/分，调节时，每次增量为5毫升/分，镀膜室压力设置为60×10托，色彩沉积时间为12分钟；甲烷，氮气和锆反应生成的Zr-N-C复合物沉积在基体材料表面。
⑥氧化：氧化物沉积时电流设置为300A，电压调至60V，将氧气调至500毫升/分，氧化物沉积压力为10×10托，氧化物沉积时间为30秒，氧化物是氧化锆。
最后，将产品冷却后出炉即可,获得所述气体沉积涂层的色值L值为77.6，A值为1.5，B值为30；颜色为蜡黄色。
实施例12
作为本发明第12个实施例的物理气相沉积方法，具体包括如下步骤：
基体材料前处理步骤：
①本发明选用ABS塑料作为基体材料，ABS塑料先经过脱脂，然后水洗3次，经粗化，回收2次，水洗3次，中和，水洗3次，预浸，活化，水洗两次，解胶，水洗3次，化学镍，水洗2次，酸活化，酸铜，水洗3次，纯水洗，活化，化学镍的厚度为1.5μm；酸铜层的厚度为20μm；
②对经过处理后的ABS塑料进行电镀，获得表层覆盖有电镀层的ABS塑料，电镀层为镍层和铬层，其中，所述镍层厚度为16μm，铬层厚度大于或者等于0.5μm。
PVD步骤：
①浸泡：将前处理后的ABS塑料浸泡于工业酒精中，取出用纯棉布擦净，然后将其挂到专用挂具中。
②辉光清洗：将上述挂具放入镀膜室内，磁场线圈电流设定为120A，转架速度设定为0.35转/分，抽真空，预热温度设为150℃，预热时间15分钟，真空度达到2.00×10-5托，辉光放电时间5分钟；再将辉光电压调至370V，氩气流量调至1500毫升/分,辉光放电压力调至250×10托,辉光放电时间5分钟进行辉光清洗。
③高偏压轰击：将高偏压电压调至300V，金属弧电流调至300A，氩气流量调至500毫升/分，压力调至50×10托，高偏压电压保持3分。
④锆金属沉积：靶材为锆，沉积电压调至70V，金属沉积时间为5分钟。
⑤色彩沉积：反应气体采用氮气和乙炔，色彩沉积时电流调至300A，电压调至60V，将氮气流量调至160毫升/分，调节时，每次增量为5-10毫升/分，乙炔流量调至50毫升/分，调节时，每次增量为5毫升/分，镀膜室压力设置为60×10托，色彩沉积时间为12分钟；乙炔，氮气和锆反应生成的Zr-N-C复合物沉积在基体材料表面。
⑥氧化：氧化物沉积时电流设置为300A，电压调至60V，将氧气调至500毫升/分，氧化物沉积压力为10×10托，氧化物沉积时间为30秒，氧化物是氧化锆。
最后，将产品冷却后出炉即可,获得所述气体沉积涂层的色值L值为80，A值为3，B值为27.5；颜色为亮香槟色。
实施例13
作为本发明第13个实施例的物理气相沉积方法，具体包括如下步骤：
基体材料前处理步骤：
①本发明选用ABS塑料作为基体材料，ABS塑料先经过脱脂，然后水洗3次，经粗化，回收2次，水洗3次，中和，水洗3次，预浸，活化，水洗两次，解胶，水洗3次，化学镍，水洗2次，酸活化，酸铜，水洗3次，纯水洗，活化，化学镍的厚度为0.5μm；酸铜层的厚度为15μm；
②对经过处理后的ABS塑料进行电镀，获得表层覆盖有电镀层的ABS塑料，电镀层为镍层和铬层，其中，所述镍层厚度为14μm，铬层厚度大于或者等于1μm。
PVD步骤：
①浸泡：将前处理后的ABS塑料浸泡于工业酒精中，取出用纯棉布擦净，然后将其挂到专用挂具中。
②辉光清洗：将上述挂具放入镀膜室内，磁场线圈电流设定为120A，转架速度设定为0.35转/分，抽真空，预热温度设为150℃，预热时间15分钟，真空度达到2.00×10-5托，辉光放电时间5分钟；再将辉光电压调至350V，氩气流量调至1500毫升/分,辉光放电压力调至250×10托,辉光放电时间5分钟进行辉光清洗。
③高偏压轰击：将高偏压电压调至350V，金属弧电流调至300A，氩气流量调至500毫升/分，压力调至50×10托，高偏压电压保持3分。
④锆金属沉积：靶材为锆，沉积电压调至70V，金属沉积时间为5分钟。
⑤色彩沉积：反应气体采用氮气和甲烷，色彩沉积时电流调至300A，电压调至60V，将氮气流量调至120毫升/分，调节时，每次增量为5-10毫升/分，甲烷流量调至75毫升/分，调节时，每次增量为5毫升/分，镀膜室压力设置为60×10托，色彩沉积时间为12分钟；甲烷，氮气和锆反应生成的Zr-N-C复合物沉积在基体材料表面。
⑥氧化：氧化物沉积时电流设置为300A，电压调至60V，将氧气调至500毫升/分，氧化物沉积压力为10×10托，氧化物沉积时间为30秒，氧化物是氧化锆。
最后，将产品冷却后出炉即可,获得所述气体沉积涂层的色值L值为77.9，A值为3，B值为25；颜色为暗金色。
上述实施例中的氧化锆沉积层近似于透明色，对于产品起到了防腐、保护的作用，该氧化锆沉积层不会对产品的颜色造成影响。
本发明所述的涂层沉积的方法，通入的氮气与甲烷或氮气与乙炔，以及锆金属原子放电反应形成有色彩的复合物，该复合物沉积在基体材料表面。通过调整反应气体通入的流量来控制复合物的组成和结构，进而控制涂层的颜色，所生产的产品颜色一致，符合预设的色值。
本发明所述的涂层沉积的方法，在进行物理气相沉积之前，在基体材料表面电镀上镍层和铬层，提高产品的防腐蚀能力，作为P伏D层的良好底材，既能保证与P伏D层有良好的结合力，又能提供光亮的表面效果，控制涂层颜色的L值，能掩盖铜合金和ABS基体材料的部分细微缺陷。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明权利要求的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种涂层沉积方法，包括
基体材料前处理和PVD步骤，所述PVD步骤依次包括色彩沉积步骤和氧化步骤；
所述色彩沉积步骤是在前处理后的所述基体材料上沉积色彩涂层；
所述氧化步骤是在所述色彩涂层上沉积氧化物涂层；
其特征在于：
所述基体材料前处理具体包括以下步骤：
①对所述基体材料表面进行光洁度处理，获得表面光洁度为Ra0.04-Ra0.08的基体材料；
②对经过所述光洁度处理后的基体材料依次电镀上镍层和铬层，获得表层覆盖有镍层和铬层的基体材料；
通过控制所述镍层和铬层的厚度来控制所述涂层的L值，得到特定亮度的涂层；
在所述色彩沉积步骤中，通过调节反应气体流量控制所述色彩涂层的化学物质的组成和晶相结构，从而控制所述色彩涂层的A值和B值，得到特定色彩的涂层，所述色彩涂层为Zr-N-C复合物；
在所述色彩沉积步骤中，所述反应气体为氮气与甲烷或氮气与乙炔；调节所述氮气流量来控制所述色彩涂层的B值；调节所述甲烷或乙炔流量来控制所述色彩涂层的A值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述氧化物涂层为氧化锆。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：调节所述氮气流量为120-200毫升/分，调节时每次增量为5-10毫升/分，从而控制所述色彩涂层的B值为25-30；调节所述甲烷或乙炔流量为25-75毫升/分，调节时每次增量为5毫升/分，从而控制所述色彩涂层的A值为1.5-3.0。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：获得的所述基体材料的表面光洁度为Ra0.04-Ra0.06。
5.根据权利要求1或2或4所述的方法，其特征在于：所述镍层的厚度为14μm-18μm，所述铬层的厚度为0.25μm-1μm时，所述涂层的L值为76-78。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述基体材料为金属基体材料或非金属基体材料。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述光洁度处理具体包括，将所述金属基体材料先进行粗磨清洁，粗磨用砂轮粒度为180#或400#，然后采用布轮清光。
8.根据权利要求6或7所述的方法,其特征在于：所述PVD步骤中，所述金属基体材料的辉光放电电压为400-500伏，最大偏压为400-600伏；所述非金属基体材料的辉光放电电压为350-400伏，最大偏压为250-350伏。
9.一种使用权利要求1－8任一所述方法获得的涂层，其特征在于：所述涂层由上到下依次包括氧化物涂层、色彩涂层、铬层和镍层；所述涂层颜色的L值为76-81，A值为1.5-3.0，B值为25-30；所述色彩涂层为Zr-N-C复合物。
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| CN1268535A (zh) * | 1999-03-01 | 2000-10-04 | 莫恩股份有限公司 | 耐腐蚀和耐磨的装饰涂层 |
| CN1460060A (zh) * | 2001-04-05 | 2003-12-03 | 蒸汽技术公司 | 含有具有不锈钢外观的聚合物基础涂层的涂敷制品 |
| KR20060119380A (ko) * | 2005-05-20 | 2006-11-24 | 배진범 | 세라믹코팅층과 다이아몬드형 카본층의 복합층 코팅방법 |
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