CN106148954A - 一种在金属材料表面沉积氧化铬薄膜的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在金属材料表面沉积氧化铬薄膜的方法，包括如下步骤：a：将金属材料表面进行抛光、清洗等预处理；b：在金属材料的其余面进行绝缘处理；c：在金属材料表面进行电镀处理，形成锌过渡层；d：电镀后，将蜡剂进行熔化回收；e：将电镀有锌过渡层的金属材料实施共溅射处理，利用氧化铬靶在锌过渡层上沉积氧化铬薄膜；f：将沉积有氧化铬薄膜的金属材料焙烧、保温、冷却即得。本发明采用电镀锌的方式在金属表面形成锌过渡层打底，克服现有技术金属材料与陶瓷薄膜的结合力弱、薄膜易剥落失效等弊端，且氧化铬薄膜能够显著增强金属材料的耐高温、抗氧化性能，而且工艺简单，绿色环保，产业化成本低，利于提高经济和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料表面处理技术领域，尤其涉及了一种在金属材料表面沉积氧化铬薄膜的方法。
背景技术
金属材料通常都由100% 金属成分制成，此类金属材料制成的产品在市场上得到了广泛的应用和推广，但是却很容易受到外界因素的影响而发生锈蚀，摩擦和磨损也是寿命受限的原因之一，因此在某些特定的环境中往往无法达到人们的使用需求。
表面改性技术可提高金属材料表面的性能，防止或延缓金属材料失效，延长金属材料及其与之匹配使用的设备的使用寿命，具有巨大的经济效益。众所周知，陶瓷材料硬度高，耐磨性、耐蚀性和耐高温氧化性能好，在金属材料的表面沉积陶瓷薄膜，可结合陶瓷上述优点和金属材料高塑韧性的优点，获得综合性能良好的制品。近年来电沉积法已广泛应用于制备各种功能陶瓷/ 金属复合材料。但是直接在金属材料表面沉积陶瓷薄膜，容易存在金属表面与薄膜界面结合力弱、容易剥落失效的弊端，导致使用寿命降低，而且金属材料的耐高温和抗氧化性能还有待提高。
因此，为了解决上述存在的技术缺陷，本发明特提供了一种新的技术方案。
发明内容
本发明的目的是提供了一种在金属材料表面沉积氧化铬薄膜的方法，能够克服现有技术金属表面与薄膜界面结合强度低、薄膜容易剥落失效以及耐高温抗氧化性能差等弊端。
本发明针对上述技术缺陷所提出的技术方案是：
一种在金属材料表面沉积氧化铬薄膜的方法，包括如下步骤：
a：将金属材料等待沉积薄膜的表面进行抛光、清洗以及去应力退火等预处理；
b：在金属材料除了预处理过的表面的其余面涂覆蜡剂进行绝缘处理；
c：在金属材料预处理过的表面进行电镀处理，形成锌过渡层；
d：电镀后，将绝缘面涂覆的蜡剂进行熔化回收再利用；
e：将电镀有锌过渡层的金属材料实施共溅射处理，利用氧化铬靶在锌过渡层上沉积氧化铬薄膜；
f：将沉积有氧化铬薄膜的金属材料置于烘箱内焙烧4-6h，焙烧温度为1600-2000℃，保温4-6h后冷却到室温，即得。
进一步地，步骤b所述绝缘处理的具体操作如下：将金属材料在60-80℃的温度下预热5-20min，再将蜡剂熔化并将其涂覆在除了预处理过的表面的其余面进行覆盖式绝缘。
进一步地，步骤b所述绝缘处理后要用沾有汽油的棉球反复擦拭金属材料待镀的表面。
进一步地，步骤c所述电镀处理的具体操作如下：将至少一种以上的锌酸盐混合，在温度为25-40℃条件下电镀15-45min。
进一步地，步骤e所述共溅射处理的具体操作如下：将氧化铬置于靶位，在混合气氛中控制压强为15-20Pa，溅射温度为420-540℃，溅射功率为80-100W，溅射时间为1-2h，然后冷却至室温取出。
进一步地，步骤e所述共溅射处理中的混合气氛为至少一种惰性气体混合氧气形成的氛围。
进一步地，所述金属材料为铝合金、铜合金、锌合金等各种合金材料。
本发明的有益效果是：本发明金属材料在电沉积陶瓷薄膜前，采用电镀锌的方式在金属表面形成锌过渡层打底，有效的提高金属材料与陶瓷薄膜的结合力，克服现有技术薄膜易剥落失效等弊端，且氧化铬薄膜能够显著增强金属材料的耐高温、抗氧化性能，而且工艺简单，绿色环保，产业化成本低，利于提高经济和社会效益。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1
一种在铝合金表面沉积氧化铬薄膜的方法，包括如下步骤：
a：将铝合金等待沉积薄膜的表面进行抛光、清洗以及去应力退火等预处理；
b：在铝合金除了预处理过的表面的其余面涂覆蜡剂进行绝缘处理，将铝合金在80℃的温度下预热15min，再将蜡剂熔化并将其涂覆在除了预处理过的表面的其余面进行覆盖式绝缘，绝缘处理中要用沾有汽油的棉球反复擦拭铝合金待镀的表面；
c：在铝合金预处理过的表面进行电镀处理，将至少一种以上的锌酸盐混合，在温度为25℃条件下电镀45min，形成锌过渡层；
d：电镀后，将绝缘面涂覆的蜡剂进行熔化回收再利用；
e：将电镀有锌过渡层的铝合金实施共溅射处理，利用氧化铬靶在锌过渡层上沉积氧化铬薄膜，将氧化铬置于靶位，在混合气氛中控制压强为15-20Pa，溅射温度为420℃，溅射功率为100W，溅射时间为2h，然后冷却至室温取出,特别强调，混合气氛为至少一种惰性气体混合氧气形成的氛围，可为氩气混合氧气；
f：将沉积有氧化铬薄膜的铝合金置于烘箱内焙烧4h，焙烧温度为2000℃，保温6h后冷却到室温，即得。
实施例2
一种在铜合金表面沉积氧化铬薄膜的方法，包括如下步骤：
a：将铜合金等待沉积薄膜的表面进行抛光、清洗以及去应力退火等预处理；
b：在铜合金除了预处理过的表面的其余面涂覆蜡剂进行绝缘处理，将铜合金在65℃的温度下预热10min，再将蜡剂熔化并将其涂覆在除了预处理过的表面的其余面进行覆盖式绝缘，绝缘处理中要用沾有汽油的棉球反复擦拭铝合金待镀的表面；
c：在铜合金预处理过的表面进行电镀处理，将至少一种以上的锌酸盐混合，在温度为30℃条件下电镀35min，形成锌过渡层；
d：电镀后，将绝缘面涂覆的蜡剂进行熔化回收再利用；
e：将电镀有锌过渡层的铜合金实施共溅射处理，利用氧化铬靶在锌过渡层上沉积氧化铬薄膜，将氧化铬置于靶位，在混合气氛中控制压强为20Pa，溅射温度为480℃，溅射功率为100W，溅射时间为1.5h，然后冷却至室温取出,特别强调，混合气氛为至少一种惰性气体混合氧气形成的氛围，可为氦气混合氧气；
f：将沉积有氧化铬薄膜的铜合金置于烘箱内焙烧5h，焙烧温度为1600℃，保温5h后冷却到室温，即得。
实施例3
一种在锌合金表面沉积氧化铬薄膜的方法，包括如下步骤：
a：将锌合金等待沉积薄膜的表面进行抛光、清洗以及去应力退火等预处理；
b：在锌合金除了预处理过的表面的其余面涂覆蜡剂进行绝缘处理，将锌合金在60℃的温度下预热15min，再将蜡剂熔化并将其涂覆在除了预处理过的表面的其余面进行覆盖式绝缘，绝缘处理中要用沾有汽油的棉球反复擦拭铝合金待镀的表面；
c：在锌合金预处理过的表面进行电镀处理，将至少一种以上的锌酸盐混合，在温度为40℃条件下电镀25min，形成锌过渡层；
d：电镀后，将绝缘面涂覆的蜡剂进行熔化回收再利用；
e：将电镀有锌过渡层的锌合金实施共溅射处理，利用氧化铬靶在锌过渡层上沉积氧化铬薄膜，将氧化铬置于靶位，在混合气氛中控制压强为20Pa，溅射温度为540℃，溅射功率为80W，溅射时间为1h，然后冷却至室温取出,特别强调，混合气氛为至少一种惰性气体混合氧气形成的氛围，可为氖气混合氧气；
f：将沉积有氧化铬薄膜的锌合金置于烘箱内焙烧6h，焙烧温度为1600℃，保温4h后冷却到室温，即得。
本发明的有益效果是：本发明金属材料在电沉积陶瓷薄膜前，采用电镀锌的方式在金属表面形成锌过渡层打底，有效的提高金属材料与陶瓷薄膜的结合力，克服现有技术薄膜易剥落失效等弊端，且氧化铬薄膜能够显著增强金属材料的耐高温、抗氧化性能，而且工艺简单，绿色环保，产业化成本低，利于提高经济和社会效益。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种在金属材料表面沉积氧化铬薄膜的方法，其特征在于：包括如下步骤：
a：将金属材料等待沉积薄膜的表面进行抛光、清洗以及去应力退火等预处理；
b：在金属材料除了预处理过的表面的其余面涂覆蜡剂进行绝缘处理；
c：在金属材料预处理过的表面进行电镀处理，形成锌过渡层；
d：电镀后，将绝缘面涂覆的蜡剂进行熔化回收再利用；
e：将电镀有锌过渡层的金属材料实施共溅射处理，利用氧化铬靶在锌过渡层上沉积氧化铬薄膜；
f：将沉积有氧化铬薄膜的金属材料置于烘箱内焙烧4-6h，焙烧温度为1600-2000℃，保温4-6h后冷却到室温，即得。
2.根据权利要求1所述的一种在金属材料表面沉积氧化铬薄膜的方法，其特征在于：步骤b所述绝缘处理的具体操作如下：将金属材料在60-80℃的温度下预热5-20min，再将蜡剂熔化并将其涂覆在除了预处理过的表面的其余面进行覆盖式绝缘。
3.根据权利要求2所述的一种在金属材料表面沉积氧化铬薄膜的方法，其特征在于：步骤b所述绝缘处理后要用沾有汽油的棉球反复擦拭金属材料待镀的表面。
4.根据权利要求1所述的一种在金属材料表面沉积氧化铬薄膜的方法，其特征在于：步骤c所述电镀处理的具体操作如下：将至少一种以上的锌酸盐混合，在温度为25-40℃条件下电镀15-45min。
5.根据权利要求1所述的一种在金属材料表面沉积氧化铬薄膜的方法，其特征在于：步骤e所述共溅射处理的具体操作如下：将氧化铬置于靶位，在混合气氛中控制压强为15-20Pa，溅射温度为420-540℃，溅射功率为80-100W，溅射时间为1-2h，然后冷却至室温取出。
6.根据权利要求1所述的一种在金属材料表面沉积氧化铬薄膜的方法，其特征在于：步骤e所述共溅射处理中的混合气氛为至少一种惰性气体混合氧气形成的氛围。
7.根据权利要求1所述的一种在金属材料表面沉积氧化铬薄膜的方法，其特征在于：所述金属材料为铝合金、铜合金、锌合金等各种合金材料。
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| CN107513687A (zh) * | 2017-08-17 | 2017-12-26 | 苏州曼里尼斯金属科技有限公司 | 一种在金属材料表面沉积氧化铬薄膜的方法 |
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