CN103935076B - 壳体及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种壳体及该壳体的制作方法。该壳体包括基体及依次形成于基体表面的打底层、过渡层、及颜色层，该打底层为一Ti‑M层，该过渡层为一氮化钛和氮化M的混镀层，其中M可为铬、铝、或硅；该颜色层为一氮化钛铝层。该壳体的制作方法包括如下步骤：提供一基体；采用真空镀膜法在该基体的表面依次形成打底层、过渡层、及颜色层，该打底层为一Ti‑M层，该过渡层为一氮化钛和氮化M的混镀层，其中M可为铬、铝、或硅；该颜色层为一氮化钛铝层。

Description

壳体及其制作方法

技术领域

本发明是关于一种壳体及其制作方法，尤其涉及一种具有高硬度及釉瓷外观的壳体及其制造方法。

背景技术

现有技术，通常采用喷涂方式于电子产品的壳体表面形成紫色的装饰性膜层，以使壳体呈现出紫色外观。然而，由于喷涂技术本身的缺陷，喷涂形成的装饰性膜层难以具有高透光性及高光泽性，使上述壳体无法呈现出如釉瓷般的细腻、通透、清洁等视觉或外观效果。此外，经喷涂形成的装饰性膜层硬度较低，易被刮伤。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种易于制备的具有高硬度及釉瓷外观的壳体。

另外，本发明还提供一种上述壳体的制作方法。

一种壳体，其包括基体及依次形成于基体表面的打底层、过渡层、及颜色层，该打底层为一Ti-M层，该过渡层为一氮化钛和氮化M的混镀层，其中M为铬、铝、或硅，该颜色层为一氮化钛铝层。

一种壳体的制作方法，其包括如下步骤：

提供一基体；

采用真空镀膜法在该基体的表面依次形成打底层、过渡层、及颜色层，该打底层为一Ti-M层，该过渡层为一氮化钛和氮化M的混镀层，其中M为铬、铝、或硅，该颜色层为一氮化钛铝层。

相较于现有技术，所述的壳体通过在基体表面依次镀覆一打底层、一过渡层、及一颜色层，通过该三层的综合作用，使所述壳体的表面光滑、润泽，呈现釉瓷般的外观。此外，该壳体具有较高的强度，不易被刮伤。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例壳体的剖视图；

图2是本发明一较佳实施例真空镀膜机的示意图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1，本发明一较佳实施例的壳体10包括一基体11、及依次形成于基体表面的一打底层13、一过渡层15、及一颜色层17。该壳体10可以为电子装置外壳、汽车装饰件、或钟表外壳。

所述基体11的材质可为铝或不锈钢。

所述打底层13形成于该基体11的表面。该打底层13为一Ti-M层，其中M可为铬、铝、或硅。该打底层13的厚度可为0.1-0.2um，其可增加基体11与过渡层15的结合力。所述打底层13中，Ti的质量百分比为50-60%，M的质量百分比为40-50%。

所述过渡层15形成于所述打底层13的表面。该过渡层15为氮化钛和氮化M的混镀层，其中M可为铬、铝、或硅。该过渡层15的厚度可为0.3-0.5um，其可增加该壳体10的硬度。所述过渡层15中，氮化钛的质量百分比为50-60%，氮化M的质量百分比为40-50%。

所述颜色层17形成于所述过渡层15的表面。该颜色层17为一氮化钛铝层，其厚度可为0.5-0.8um，且该颜色层17呈紫色。所述氮化钛铝层中，氮化钛的质量百分比为30-40%，氮化铝的质量百分比为60-70%。

本明一较佳实施方式的壳体10的制备方法，其包括如下步骤：

请参阅图2，提供一真空镀膜机20，所述真空镀膜机20可为中频磁控溅射镀膜机、或电弧离子镀膜机。该真空镀膜机20包括一镀膜室21及设置于该镀膜室21中的一治具23、一第一靶材25、一第二靶材27、及一第三靶材29。该第一靶材25为钛靶，该第二靶材27可为铬靶、铝靶、或硅靶，该第三靶材29中含有钛和铝，其中该第三靶材29中钛的质量百分含量为40-50%，铝的质量百分含量为50-60%。

提供基体11，该基体11的材质为铝或不锈钢。

对该基体11进行预处理。该预处理为：采用无水乙醇对所述基体11进行超声波清洗，以除去该基体11表面的油污。所述超声波清洗的时间可为25-35分钟。

将基体11装设于该真空镀膜机20的治具23上，加热所述镀膜室21至温度为180-220℃，并将该镀膜室21抽真空至3×10^-3Pa。

调节该真空镀膜机20的电源功率为3-5KW，占空比为75-80%，并向镀膜室21内通入流量为600-800标准状态毫升/分钟(sccm)的工作气体氩气，对该基体11施加电压为1000-1200V的偏压，对基体11的表面进行等离子清洗，以除去该基体11表面的氧化层。其中清洗时间为15-20min。

采用真空镀膜法在经等离子清洗后的基材11的表面镀覆该打底层13。镀覆该打底层13的工艺条件为：开启第一靶材25和第二靶材27，调节该镀膜室21内的占空比为45-50%，对该基体11施加电压为200-300V的偏压。持续向该镀膜室21中通入流量为100-150sccm的工作气体，其中所述工作气体为氩气。镀覆打底层13的时间为5-10min，且该打底层13的厚度可为0.1-0.2um。该打底层13为一Ti-M层，其中M可为铬、铝、或硅。所述打底层13中，Ti的质量百分比为50-60%，M的质量百分比为40-50%。该打底层13可增加该基体11与该过渡层15间的结合力。

采用真空镀膜法在该打底层13的表面镀覆过渡层15。镀覆该过渡层15的工艺条件为：开启第一靶材25和第二靶材27，调节该镀膜室21内的占空比为40-50%，对该基体11施加电压为250-300V的偏压。持续向该镀膜室21中通入流量为100-150sccm的工作气体和流量为30-50sccm的反应气体，所述工作气体为氩气，所述反应气体为氮气。镀覆过渡层15的时间为25-35min，该过渡层15的厚度为0.3-0.5um，其可增加该壳体10的硬度。该过渡层15为氮化钛和氮化M的混镀层，其中M可为铬、铝、或硅。所述过渡层15中，氮化钛的质量百分比为50-60%，氮化M的质量百分比为40-50%。

采用真空镀膜法在该过渡层15的表面镀覆颜色层17。镀覆该颜色层17的工艺条件为：开启第三靶材29，调节该镀膜室21内的占空比为30-45%，对该基体11施加电压为300-350V的偏压。持续向该镀膜室21中通入流量为60-70sccm的工作气体和流量为150-200sccm的反应气体，所述工作气体为氩气，所述反应气体为氮气。镀覆颜色层17的时间为35-45min。该颜色层17为一氮化钛铝层，其厚度可为0.5-0.8um。该颜色层17呈紫色，使该壳体10具有紫色釉瓷外观。所述氮化钛铝层中，氮化铝的质量百分比为60-70%，氮化钛的质量百分比为30-40%。

下面通过实施例来对本发明进行具体说明。

实施例1

本实施例所使用的真空镀膜机20为中频磁控溅射镀膜机。

本实施例所使用的基材11的材质为不锈钢。

镀覆打底层13：开启第一靶材25和第二靶材27，该第二靶材27为铬靶，调节该镀膜室21内的占空比为45%，对该基体11施加电压为200V的偏压。持续向该镀膜室21中通入流量为100sccm的氩气。镀覆打底层13的时间为5min，且该打底层13的厚度为0.1um。所述打底层13为一Ti-Cr层，该打底层13中，Ti的质量百分比为50%，Cr的质量百分比为50%。

镀覆过渡层15：开启第一靶材25和第二靶材27，该第二靶材27为铬靶，调节该镀膜室21内的占空比为40%，对该基体11施加电压为250V的偏压。持续向该镀膜室21中通入流量为100sccm的氩气和流量为30sccm的氮气。镀覆过渡层15的时间为25min，该过渡层15的厚度为0.3um。所述过渡层15为一氮化钛和氮化铬的混镀层，该过渡层15中，氮化钛的质量百分比为50%，氮化铬的质量百分比为50%。

镀覆颜色层17：开启第三靶材29，调节该镀膜室21内的占空比为30%，对该基体11施加电压为300V的偏压。持续向该镀膜室21中通入流量为60sccm的氩气和流量为150sccm的氮气。镀覆颜色层17的时间为35min，其厚度为0.5um。该颜色层17为一氮化钛铝层，且呈紫色，使该壳体10具有紫色釉瓷外观。所述氮化钛铝层中，氮化铝的质量百分比为60%，氮化钛的质量百分比为40%。

实施例2

本实施例所使用的真空镀膜机20为电弧离子镀膜机。

本实施例所使用的基材11的材质为铝。

镀覆打底层13：开启第一靶材25和第二靶材27，该第二靶材27为铝靶，调节该镀膜室21内的占空比为45%，对该基体11施加电压为250V的偏压。持续向该镀膜室21中通入流量为120sccm的氩气。镀覆打底层13的时间为8min，且该打底层13的厚度为0.15um。所述打底层13为一Ti-Al层，该打底层13中，Ti的质量百分比为55%，Al的质量百分比为45%。

镀覆过渡层15：开启第一靶材25和第二靶材27，该第二靶材27为铝靶，调节该镀膜室21内的占空比为45%，对该基体11施加电压为280V的偏压。持续向该镀膜室21中通入流量为120sccm的氩气和流量为40sccm的氮气。镀覆过渡层15的时间为30min，该过渡层15的厚度为0.4um。所述过渡层15为一氮化钛和氮化铝的混镀层，该过渡层15中，氮化钛的质量百分比为55%，氮化铝的质量百分比为45%。

镀覆颜色层17：开启第三靶材29，调节该镀膜室21内的占空比为40%，对该基体11施加电压为320V的偏压。持续向该镀膜室21中通入流量为65sccm的氩气和流量为180sccm的氮气。镀覆颜色层17的时间为40min，其厚度为0.6um。该颜色层17为一氮化钛铝层，且呈紫色，使该壳体10具有紫色釉瓷外观。所述氮化钛铝层中，氮化铝的质量百分比为65%，氮化钛的质量百分比为35%。

实施例3

本实施例所使用的真空镀膜机20为中频磁控溅射镀膜机。

本实施例所使用的基材11的材质为不锈钢。

镀覆打底层13：开启第一靶材25和第二靶材27，该第二靶材27为硅靶，调节该镀膜室21内的占空比为50%，对该基体11施加电压为300V的偏压。持续向该镀膜室21中通入流量为150sccm的氩气。镀覆打底层13的时间为10min，且该打底层13的厚度为0.2um。所述打底层13为一Ti-Si层，该打底层13中，Ti的质量百分比为60%，Si的质量百分比为40%。

镀覆过渡层15：开启第一靶材25和第二靶材27，该第二靶材27为硅靶，调节该镀膜室21内的占空比为50%，对该基体11施加电压为300V的偏压。持续向该镀膜室21中通入流量为150sccm的氩气和流量为50sccm的氮气。镀覆过渡层15的时间为35min，该过渡层15的厚度为0.5um。所述过渡层15为一氮化钛和氮化硅的混镀层，该过渡层15中，氮化钛的质量百分比为60%，氮化硅的质量百分比为40%。

镀覆颜色层17：开启第三靶材29，调节该镀膜室21内的占空比为45%，对该基体11施加电压为350V的偏压。持续向该镀膜室21中通入流量为70sccm的氩气和流量为200sccm的氮气。镀覆颜色层17的时间为45min，其厚度为0.8um。该颜色层17为一氮化钛铝层，且呈紫色，使该壳体10具有紫色釉瓷外观。所述氮化钛铝层中，氮化铝的质量百分比为70%，氮化钛的质量百分比为30%。

测试结果

采用维氏硬度计对基体11和壳体10的硬度进行测量，该基体11的维氏硬度为250-300HV，而该壳体10的维氏硬度达到700-850HV。

Claims (9)

1.一种壳体，其包括基体及依次形成于基体表面的打底层、过渡层、及颜色层，其特征在于：该打底层为一Ti-M层，该过渡层为一氮化钛和氮化M的混镀层，其中M为铬、铝、或硅，该颜色层为一氮化钛铝层，所述打底层的厚度为0.1-0.2um，该打底层中，Ti的质量百分比为50-60％，M的质量百分比为40-50％，该过渡层中，氮化钛的质量百分比为50-60％，氮化M的质量百分比为40-50％。

2.如权利要求1所述的壳体，其特征在于：所述基体的材质为铝或不锈钢。

3.如权利要求1所述的壳体，其特征在于：所述过渡层的厚度为0.3-0.5um。

4.如权利要求1所述的壳体，其特征在于：所述颜色层的厚度为0.5-0.8um，且该颜色层呈紫色，该颜色层中，氮化钛的质量百分比为30-40％，氮化铝的质量百分比为60-70％。

5.一种壳体的制作方法，其包括如下步骤：

提供一基体；

采用真空镀膜法在该基体的表面依次形成打底层、过渡层、及颜色层，该打底层为一Ti-M层，该过渡层为一氮化钛和氮化M的混镀层，其中M为铬、铝、或硅，该颜色层为一氮化钛铝层,所述打底层的厚度为0.1-0.2um，该打底层中，Ti的质量百分比为50-60％，M的质量百分比为40-50％，该过渡层中，氮化钛的质量百分比为50-60％，氮化M的质量百分比为40-50％。

6.如权利要求5所述的壳体的制作方法，其特征在于：所述真空镀膜法在一真空镀膜机中进行，该真空镀膜机包括一镀膜室及设置于该镀膜室中的一治具、一第一靶材、一第二靶材、及一第三靶材，该第一靶材为钛靶，该第二靶材为铬靶、铝靶、或硅靶，该第三靶材中含有钛和铝，其中该第三靶材中钛的质量百分含量为40-50％，铝的质量百分含量为50-60％。

7.如权利要求6所述的壳体的制作方法，其特征在于：形成所述打底层的方法为：开启第一靶材和第二靶材，调节该镀膜室内的占空比为45-50％，对该基体施加偏压为200-300V，以氩气为工作气体，氩气的流量为100-150sccm，镀膜时间为5-10min。

8.如权利要求6所述的壳体的制作方法，其特征在于：形成所述过渡层的方法为：开启第一靶材和第二靶材，调节该镀膜室内的占空比为40-50％，对该基体施加偏压为250-300V，以氩气为工作气体，氩气的流量为100-150sccm，以氮气为反应气体，氮气的流量为30-50sccm，镀膜时间为25-35min。

9.如权利要求6所述的壳体的制作方法，其特征在于：形成所述颜色层的方法为：开启第三靶材，调节该镀膜室内的占空比为30-45％，对该基体施加偏压为300-350V，以氩气为工作气体，氩气的流量为60-70sccm，以氮气为反应气体，氮气的流量为150-200sccm，镀膜时间为35-45min。