CN107541704A - 金属制杯的镀膜方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种金属制杯的镀膜方法，其主要于操作环境下设有转架，该转架内对应放置欲镀膜的金属杯体，且该转架一侧对应设有欲镀金属靶材，并于靶材与转架之间设有气道治具，该气道治具上设有气嘴对应喷导惰性气体于金属杯体，经由环境升温至一定值后起弧放电，电弧撞击靶材而使其流离化，并配合靶材对应角度及气道治具所导出的惰性气体反应，而让靶材金属化合物沉积于杯体表面；通过上述步骤，达到均匀镀膜的工艺。

Description

金属制杯的镀膜方法

技术领域

本发明是有关于一种金属制杯的镀膜方法，尤指一种选择利用物理气相沉积技术进行表面加工的离子镀膜设备和镀膜方法。

背景技术

电弧离子镀是物理气相沉积技术的一种，其是将真空弧光放电用于蒸发源的一种真空离子镀膜技术，此方法利用电弧撞击靶材，使靶材原子被激发出来，与惰性气体反应，形成化合物沉积于工件表面的一种技术。在电弧离子镀技术中，靶材既是阴极材料的蒸发源，又是发射电浆的离子源。由于电弧离子镀具有离化率高、均匀的披覆性以及最佳的密着性、所制备的薄膜与基材的结合力好等优点，大多被应用在金属的硬质镀膜上，特别是要求耐磨耗的对象上。

在金属材料中可被使用于杯、瓶制作的除了不锈钢之外，亦有其他高强度、低质量、耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱等优质特性的金属材质；然而，传统金属钢杯镀膜时，大致上均为在未整体成型前进行镀膜，以利用镀膜技术将优质金属材质溅镀于钢杯表面，而于镀膜完成后再经由成型加工如旋伸压或焊接杯底及内外杯结合等等工艺来完成杯子成品；而上述的工艺会导致加工过程破坏镀膜，而使镀膜的表面受损产生不良品。然后，杯子于镀膜之后，基本上会呈现覆膜金属的原色，因此，杯子表面的变化不多，或需再另外覆膜图样，增加工艺步骤与成本花费，而上述问题与缺失，为急需研究突破的课题之一。

本发明乃秉持多年该相关行业的丰富设计开发及实际制作经验，针对现有的结构再予以研究改良，提供一种金属制杯的镀膜方法，以期达到更佳实用的的目的。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种金属制杯的镀膜方法，尤其是指一种利用物理气相沉积技术进行表面均匀镀膜的离子镀膜设备和镀膜方法。

本发明金属制杯的镀膜方法主要目的与功效，是由以下具体技术手段所达成：

其主要于操作环境下设有转架，该转架内对应放置欲镀膜的金属杯体，且该转架一侧对应设有欲镀金属靶材，并于靶材与转架之间设有气道治具，该气道治具上设有气嘴对应喷导惰性气体于金属杯体，以经由环境升温至一定值后起弧放电，电弧撞击靶材而使其流离化，并配合靶材对应角度及气道治具所导出的惰性气体反应，而让靶材金属化合物沉积于杯体表面；通过上述步骤，以达均匀镀膜的工艺。

本发明金属制杯的镀膜方法的较佳实施例，其中，该靶材选用铝、不锈钢、钨、金、铟、钛、钛硅、镍、铬或钛铝中的一种。

本发明金属制杯的镀膜方法的较佳实施例，其中，该金属杯体为选用已加工成形后的金属杯体。

本发明金属制杯的镀膜方法的较佳实施例，其中，该转架与气道治具均会转动，且可经由可程控设定该气道治具的气嘴对应每一金属杯体的杯口喷气停留3-5秒钟。

本发明金属制杯的镀膜方法的较佳实施例，其中，该真空炉内抽取的真空度维持在8.5×10^-3Pa，而于离子反应时以致发生镀膜，其炉内真空度为1.0×10^-1Pa。

由上述的组件组成与实施说明可知，本发明与现有技术相较之下，本发明具有以下的优点：

1.本发明金属制杯的镀膜方法，利用已加工成形后的金属杯体来进行离子镀膜，使其能保持镀膜后亮丽的膜层，达到保持产品美观的功效。

2.本发明金属制杯的镀膜方法，利用增加不同惰性气体而能改变离子镀膜后的金属杯体表面金属镀膜的色泽，达到让产品多色变化，符合大众需求，且也具有节省工艺成本等优点。

附图说明

图1为本发明的架构示意图。

图2为本发明的真空抽取、升温图。

图3为本发明的真空抽取温度时间图。

图4为本发明镀膜时的真空度与温度图。

图5为本发明镀膜时的温度与时间图。

图6为本发明另一实施例示意图。

主要附图符号说明：

1转架 2金属杯体

3靶材 4气道治具

41气嘴 5转架

6靶材座

具体实施方式

为令本发明的技术内容、发明目的及其达到的技术效果有更完整且清楚的体现，于下详细说明，并请参阅所公开的图式及图号：

首先，本发明实际运用技术与手段，请参阅图1-图5所示，本发明金属制杯的镀膜方法的制作示意图，其步骤如下：

S1)在真空炉内，将数个欲镀膜金属杯体2置设于转架1上，位于转架1一侧固设有欲镀金属靶材3，且在靶材3与转架1之间设有气道治具4，该气道治具4可导入惰性气体；

S2)将真空炉抽取真空，并加热40分钟，升温至140℃，让炉内真空度达到8.5×10^{- 3}Pa状态下；

S3)当真空炉内的真空度达到8.5×10^-3Pa时，进行开弧加入惰性气体持续60分钟，并加热让炉内温度提升至250℃，此时炉内真空度落在1.0×10^-1Pa，于此进行离子溅镀，经启弧放电让靶材3离子化，带负电的靶材3原子往带正电的转架上的金属杯体2强制驱动，并与气道治具4导入吹散在炉内的惰性气体反应而沉积溅镀于金属杯体2表面；

S4)离子溅镀过程让炉内温度维持250℃，40分钟后关弧、关气；

S5)关弧、关气后，炉内真空度再度提升至8.5×10^-3Pa。

当于实际制作时，请参阅图1-图5所示，首先执行(S1)步骤，在真空炉内架设有可转动的转架1，在转架1环设有可容置金属杯体2的定位设计，将这些欲镀膜的金属杯体2置设于转架1上，而相对转架1的一侧固定有靶材3，而此靶材3进一步选用铝、不锈钢、钨、金、铟、钛、钛硅、镍、铬、钛铝等的其中一种欲镀金属材质，接着，在该靶材3与转架1之间设有气道治具4，而该气道治具4可为不动体而配合转架1转动，或为可旋转体且与转架1呈反向转动机制(如图1所示)；进一步该气道治具4设有数个对应欲镀膜的金属杯体2的气嘴41，由气道治具4导入惰性气体，而能经气嘴41喷散出来；而导送惰性气体的过程，可经由可程控设定该气道治具4的气嘴41对应每一金属杯体2的杯口喷气停留3-5秒钟。

请参阅图2-图5所示，当真空炉内设备完成后，进行(S2)步骤抽取真空及升温动作，主要让真空炉内呈现真空状态，同时为离子镀膜程序进行预热；因此，将真空炉进行真空抽气动作，并由室温开始加热40分钟，炉内温度升温至140℃，同时，炉内真空度达到8.5×10^-3Pa状态；接着，执行(S3)步骤，当真空炉内的真空度达到8.5×10^-3Pa时，进行开弧同时加入惰性气体持续60分钟，并加热让真空炉内温度提升至250℃，此时，因炉内加入惰性气体故会让真空度落在1.0×10^-1Pa，再于此状态下进行离子溅镀。

于真空炉内经启弧放电，该转架1为带正电端，而靶材3为带负电端，让电弧撞击金属靶材3，使金属靶材3原子被激发出来而形成离子化，带负电的靶材3原子往带正电的转架1上的金属杯体2强制驱动，并与气道治具4导入吹散在炉内的惰性气体反应，而导送惰性气体的过程，可由下列两种状态实施：其一，该气道治具4为不动体，于转架1转动时，让金属杯体2可与气道治具4的气嘴41相对，而喷出惰性气体进行反应；其二，该气道治具4为可旋转体，并与转架1呈反向转动机制，可经由可程控设定该气道治具4与转架1相对旋转的时间，及设定该气道治具4的气嘴对应每一金属杯体2的杯口喷气停留3-5秒钟。之后，(S4)步骤为执行上述的离子溅镀过程，而此时让真空炉内温度维持250℃，溅镀40分钟，如此，让离化的靶材3原子沉积溅镀于金属杯体2表面，达到全面性无死角且均匀的溅镀功效。

之后，于上述步骤中离子镀膜40分钟后关弧、关气；当关弧及将惰性气体关毕后，因炉内真空持续抽引，故真空度再度提升至8.5×10^-3Pa[完成(S5)步骤]。

本发明另一实施状态，如图6所示，是于真空炉内设有转架5，该转架5上环设有数个欲镀膜金属杯体2，而于转架5外部设有固定式的靶材座6，且靶材座6数量为欲镀膜金属杯体2一半，利用可程控设定转架5旋转时间，以让每一金属杯体2均能与靶材座6相对反应；进一步该转架5上的金属杯体2由上往下层叠排列，该靶材座6也层叠设置，以能对应金属杯体2。

然而，前述的实施例或图式并非限定本发明的产品结构或使用方式，任何所属技术领域中的技术人员的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

由上述的组件组成与实施说明可知，本发明与现有技术相较之下，本发明具有以下的优点：

1.本发明金属制杯的镀膜方法，利用已加工成形后的金属杯体来进行离子镀膜，使其能保持镀膜后亮丽的膜层，达到保持产品美观的功效。

2.本发明金属制杯的镀膜方法，利用增加不同惰性气体而能改变离子镀膜后的金属杯体表面金属镀膜的色泽，达到让产品多色变化，符合大众需求，且也能达到节省工艺成本等目的。

3.本发明金属制杯的镀膜方法，利用气道治具导入吹散在炉内的惰性气体，让离化的靶材原子沉积溅镀于金属杯体表面，达到全面性无死角且均匀的溅镀功效，尤见于因法拉第电磁感应所未能控制色度的状况下应用。

Claims (5)

1.一种金属制杯的镀膜方法，其步骤如下：

S1)在真空炉内，将数个欲镀膜金属杯体置设于转架上，位于转架一侧固设有欲镀金属靶材，且在靶材与转架之间设有气道治具，所述气道治具可导入惰性气体；

S2)将真空炉抽取真空，并加热40分钟，升温至140℃，让炉内真空度达到8.5×10^-3Pa的状态；

S3)当真空炉内的真空度达到8.5×10^-3Pa时，进行开弧加入惰性气体持续60分钟，并加热让炉内温度提升至250℃，此时炉内真空度落在1.0×10^-1Pa，于此进行离子溅镀，经启弧放电让靶材离子化，带负电的靶材原子往带正电的转架上的金属杯体强制驱动，并与气道治具导入吹散在炉内的惰性气体反应而沉积溅镀于金属杯体表面；

S4)离子溅镀过程让炉内温度维持250℃，40分钟后关弧、关气；

S5)关弧、关气后，炉内真空度再度提升至8.5×10^-3Pa。

2.如权利要求1所述的金属制杯的镀膜方法，其中，所述靶材选用铝、不锈钢、钨、金、铟、钛、钛硅、镍、铬或钛铝中的一种。

3.如权利要求1所述的金属制杯的镀膜方法，其中，欲镀膜金属杯体为选用已加工成形后的金属杯体。

4.如权利要求1所述的金属制杯的镀膜方法，其中，所述气道治具上设有多个气嘴，且分别对应金属杯体。

5.如权利要求4所述的金属制杯的镀膜方法，其中，所述气道治具进一步可旋转且相对转架呈反向转动，并可经由可程控设定所述气道治具的气嘴对应每一金属杯体的杯口喷气停留3-5秒钟。