CN103614695A

CN103614695A - 一种无氧无偏压镀制宝石蓝色pvd膜的方法

Info

Publication number: CN103614695A
Application number: CN201310608955.0A
Authority: CN
Inventors: 薛本君
Original assignee: ZHUHAI CHENG'OU KITCHEN AND BATH PRODUCTS CO Ltd
Current assignee: ZHUHAI CHENG'OU KITCHEN AND BATH PRODUCTS CO Ltd
Priority date: 2013-11-27
Filing date: 2013-11-27
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2033-11-27
Also published as: CN103614695B

Abstract

本发明公开了多弧离子镀膜机无氧无偏压镀制宝石蓝色PVD膜的方法，包括使用设备加载偏压生成基础膜和无偏压无氧化生成宝石蓝色膜层。实现了多弧离子镀膜机也能镀制出完好的宝石蓝色PVD膜，没有颜色边缘效应，且避免了一系列的设备氧化问题；提升了设备的有效利用率，实现了多弧离子镀膜机的一机多用，制作出更多色种的膜层，减少了企业对固定资产的投入。

Description

一种无氧无偏压镀制宝石蓝色PVD膜的方法

技术领域

本发明涉及PVD多弧离子镀膜机在工件表面制作宝石蓝装饰性膜层的方法，属于表面处理中的PVD镀膜领域。

背景技术

PVD(Physical Vapor Deposition)即物理气相沉积，是指在真空条件下，利用气体放电使金属靶材蒸发并使蒸发物质与气体都发生电离，利用电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上。PVD基本方法：真空蒸发、溅射、离子镀（空心阴极离子镀、热阴极离子镀、电弧离子镀、活性反应离子镀、射频离子、直流放电离子）。采用的设备有真空蒸发镀膜设备、磁控溅射镀膜设备和电弧离子镀膜设备等。

PVD镀膜能在多种材质上制备各种氮化物膜和碳化物膜及氧化物膜，颜色种类繁多，如金黄色、玫瑰色、咖啡色、古铜色、灰色、黑色、灰黑色、棕色等。由于终端客户对产品表面膜层效果需求越来越高档，PVD镀膜机作为高档表面处理的设备，应用越来越广泛。随着市场的发展，越来越多的客户需求产品表面最终膜层为PVD装饰膜层，并且颜色多样化。目前，公知的产品表面宝石蓝色的PVD膜层，基本上是采用PVD溅射镀膜设备通过加偏压加氧反应镀制而成的。但由于加氧反应后，设备真空室被氧化，再制作其它颜色产品时不稳定，需要褪镀、清洁内衬板等，并且泵油也容易被氧化失效。从而导致设备有效使用率降低，以及物料消耗成本的增加。

企业在致力于发展PVD装饰镀膜的同时，也在不断追求成本降低，利润最大化，其中对固定资产的投资的降低，以及提升设备的有效使用率，更是重要措施。

多弧离子镀膜机为PVD离子镀膜设备，结构简单，容易操作。与磁控溅射相比，它不但有靶材利用率高，更具有金属离子离化率高，薄膜与基体之间结合力强的优点。此外，多弧镀涂层颜色较为稳定，尤其是在做TiN涂层时，每一批次均容易得到相同稳定的金黄色，令磁控溅射法望尘莫及。多弧离子镀膜机可以镀制金黄色、灰色、灰黑色、黑色、以及由金黄色到黑色之间的任何一种颜色。但多弧离子镀膜在镀制蓝色、绿色、红色等膜层时，镀制出的膜层容易出现明显的阴阳色，且工件边缘出现明显的杂色，尤其是所镀制的宝石蓝色PVD膜层因明显的边缘效应完全无法达到市场的要求。有的企业为了镀制出宝石蓝色膜，专门增加PVD溅射镀膜设备，但这又造成固定资产投入的增加。

发明内容

为了解决上述存大的问题，本发明通过多弧离子镀膜机，采用新的途径—无偏压无氧化方法镀制出宝石蓝色PVD膜层，没有颜色边缘效应，且解决了氧化问题，同时实现一机多用，减少企业固定资产的投入。

本发明的目的在于提供多弧离子镀膜机镀制宝石蓝色PVD膜的方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种无氧无偏压镀制宝石蓝色PVD膜的方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）将基材表面擦拭干净，装夹到多弧离子镀膜机的基材挂具上，并一起装入到PVD真空炉内，抽真空；

2）生成基础膜层：选用金属锆作为靶材，采用多弧离子镀膜法，在脉冲偏压下，通入N₂和CH₄在基材表面沉积ZrCN基础膜层；

3）生成蓝宝石色膜层：基材表面沉积ZrCN基础膜层后，关掉偏压电源，但继续通入N₂ 和CH₄，反应至生成宝石蓝色PVD膜层，即可。

进一步的，所述的基材选自铜合金、锌合金、不锈钢和塑胶。

进一步的，步骤1）中所述的抽真空的压强为4.0×10^-3～6.0×10^-3Pa。

进一步的，步骤2）中所述的脉冲偏压为80V～100V。

进一步的，步骤2）和步骤3）中所述的通入N₂ 和CH₄的流量分别为600～680sccm、40～80sccm。

进一步的，步骤2）中所述的通入N₂ 和CH₄的时间为3～5min。

进一步的，步骤3）中所述的通入N₂ 和CH₄的时间为5～8min。

本发明的有益效果是：

本发明实现了通过多弧离子镀膜机，无偏压无氧化地镀制出宝石色PVD蓝膜层，没有颜色边缘效应，也克服了镀膜设备被氧化的一系列问题，可以接着更换其它颜色工件进行镀膜，设备有效利用率得到提高。

本发明实现了多弧离子镀膜机的一机多用，避免增加新设备，大大减少了企业对固定资产的投入。

本发明方法可在铜合金、锌合金、不锈钢、塑胶等多种材质产品表面镀制宝石蓝色PVD膜。

具体实施方式

实施例1

1）将基材铜合金表面擦拭干净，装夹到多弧离子镀膜机的基材挂具上，并一起装入到PVD真空炉内，抽真空至6.0×10^-3 Pa；

2）生成基础膜层：选用金属锆作为靶材，采用多弧离子镀膜法，在脉冲偏压100V下，通入N₂和CH₄在工件表面沉积一层ZrCN基础膜层，其中N₂ 和CH₄的流量分别为680sccm、80sccm，沉积时间为5.0 min；

3）生成蓝宝石色膜层：铜合金表面沉积ZrCN基础膜层后，关掉偏压电源，但继续通入流量分别为680sccm、80sccm的N₂ 和CH₄，沉积时间为8.0 min，反应至生成宝石蓝色PVD膜层，即可。

实施例2

1）将基材塑胶表面擦拭干净，装夹到多弧离子镀膜机的基材挂具上，并一起装入到PVD真空炉内，抽真空至4.0×10^-3Pa；

2）生成基础膜层：选用金属锆作为靶材，采用多弧离子镀膜法，在脉冲偏压100V下，通入N₂和CH₄在工件表面沉积一层ZrCN基础膜层，其其中N₂ 和CH₄的流量分别为600sccm、40sccm，沉积时间为3.0 min；

3）生成蓝宝石色膜层：塑胶表面沉积ZrCN基础膜层后，关掉偏压电源，但继续通入流量分别为600sccm、40sccm的N₂ 和CH₄，沉积时间为5.0 min，反应至生成宝石蓝色PVD膜层，即可。

实施例3

1）将基材不锈钢表面擦拭干净，装夹到多弧离子镀膜机的基材挂具上，并一起装入到PVD真空炉内，抽真空至5.0×10^-3Pa；

2）生成基础膜层：选用金属锆作为靶材，采用多弧离子镀膜法，在脉冲偏压100V下，通入N₂和CH₄在工件表面沉积一层ZrCN基础膜层，其中N₂ 和CH₄的流量分别为650sccm、60sccm，沉积时间为3.0 min；

3）生成蓝宝石色膜层：不锈钢表面沉积ZrCN基础膜层后，关掉偏压电源，但继续通入流量分别为650sccm、60sccm的N₂ 和CH₄，沉积时间为5.0 min，反应至生成宝石蓝色PVD膜层，即可。

Claims

1.一种无氧无偏压镀制宝石蓝色PVD膜的方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种无氧无偏压镀制宝石蓝色PVD膜的方法，其特征在于：所述的基材选自铜合金、锌合金、不锈钢和塑胶。

3.根据权利要求1所述的一种无氧无偏压镀制宝石蓝色PVD膜的方法，其特征在于：步骤1）中所述的抽真空的压强为4.0×10^-3～6.0×10^-3Pa。

4.根据权利要求1所述的一种无氧无偏压镀制宝石蓝色PVD膜的方法，其特征在于：步骤2）中所述的脉冲偏压为80V～100V。

5.根据权利要求1所述的一种无氧无偏压镀制宝石蓝色PVD膜的方法，其特征在于：步骤2）和步骤3）中所述的通入N₂ 和CH₄的流量分别为600～680sccm、40～80sccm。

6.根据权利要求1所述的一种无氧无偏压镀制宝石蓝色PVD膜的方法，其特征在于：步骤2）中所述的通入N₂ 和CH₄的时间为3～5min。

7.根据权利要求1所述的一种无氧无偏压镀制宝石蓝色PVD膜的方法，其特征在于：步骤3）中所述的通入N₂ 和CH₄的时间为5～8min。