CN108018530A - 一种非晶合金的镀膜设备及蒸镀着色方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种非晶合金的镀膜设备及蒸镀着色方法，包括：反应炉；挂具，挂具固定在反应炉内；保护气体装置，通过保护气体管路与反应炉相连；机械泵，通过第一抽气管路与反应炉相连，第一抽气管路上设置有粗抽阀；分子泵，通过第二抽气管路与反应炉相连，第二抽气管路上设置有高抽阀；电弧靶，电弧靶的电极位于反应炉内，且在反应炉内设置有靶材；控制箱，与机械泵、粗抽阀、分子泵、高抽阀、电弧靶和靶材相连。该非晶合金镀膜方法具有操作简单、良率高、颜色多样性等特点。本发明填补和解决了目前市面上非晶合金镀膜设备和镀膜方法的空白。

Description

一种非晶合金的镀膜设备及蒸镀着色方法

技术领域

本发明涉及非晶合金的加工工艺，具体涉及到一种非晶合金的镀膜设备及蒸镀着色方法。

背景技术

块体非晶合金通常是指铜模浇注时其玻璃形成能力(GFA)大于1mm以上，由于其固态微观组织是一种短程有序、长程无序的排列结构，与液态时类似，也与玻璃的微观组织相类似，所以也叫液态金属或金属玻璃。

块体非晶合金一个重要的特性就是硬度高、熔点低、耐酸碱腐蚀性好、导电性和导热性相对较好、加工成成品之后的镜面效果更加通透，故将来越来越多的领域使用的材料将会被此种材料所替代。

目前，针对非晶合金进行镀膜和上色一般是采用将非晶合金产品浸入液体中以在其表面形成膜层和着色层，但是此种方法不容易受控制，从液体中取出后还要等待长时间的干燥，同时液体一般有有害物质，对操作人员的健康有一定的危害。

发明内容

非晶合金产品因其性能特殊，将被广泛使用的电子类消费产品等很多领域，本发明旨在增加了一种全新的非晶合金产品的镀膜设备和镀膜方法。该设备采用惰性气体保护，在一定的真空度下，具有操作简单、低维修成本、稳定性强等特点。具体方案如下：

一种非晶合金的镀膜设备，包括：

反应炉；

挂具，所述挂具固定在所述反应炉内；

保护气体装置，通过保护气体管路与所述反应炉相连；

机械泵，通过第一抽气管路与所述反应炉相连，所述第一抽气管路上设置有粗抽阀；

分子泵，通过第二抽气管路与所述反应炉相连，所述第二抽气管路上设置有高抽阀；

电弧靶，所述电弧靶的电极位于所述反应炉内，且在所述反应炉内设置有靶材；

控制箱，与机械泵、粗抽阀、分子泵、高抽阀、电弧靶和靶材相连。

进一步的，在所述第一抽气管路上且在粗抽阀的两端设置有高真空归和低真空归，高真空归位于粗抽阀和反应炉之间。

进一步的，在所述反应炉中设置有一圈轨道，所述轨道下方设置有若干挂具，所述挂具能够围绕轨道的轴心匀速旋转。

进一步的，所述靶材顶部设置有自转装置。

进一步的，所述反应炉侧壁设置有玻璃视窗。

同时本发明还提供了一种非晶合金的镀膜方法，包括如下步骤：

将待蒸镀的非晶合金产品悬挂在反应炉内；

抽取反应炉内的气体，使反应炉内气压至预设值；

通入惰性保护气体至反应炉内；

启动电弧靶，电弧靶激发出的离子在非晶合金产品上形成打底膜层；

关闭电弧靶并启动靶材，激发出的上色膜层材料继续在非晶合金产品表面形成一层着色层；

关闭靶材，注入空气至反应炉中，取出反应炉内的非晶合金产品；

按照比例抽取测试。

进一步的，所述反应炉内设置有一圈轨道，所述轨道下方悬挂有若干挂具；

靶材进行着色的过程中，所述靶材能够进行自转，且

在电弧靶进行镀膜以及靶材进行着色的过程中，悬挂在挂具上的非晶合金产品能够围绕轨道匀速滑动。

进一步的，抽取反应炉内的气体的步骤包括：

采用机械泵初步抽取反应炉的气体，之后再采用分子泵继续抽取反应炉的气体直至反应炉内气压到预设值。

该非晶合金镀膜方法具有操作简单、良率高、颜色多样性等特点。本发明填补和解决了目前市面上非晶合金镀膜设备和镀膜方法的空白。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种非晶合金的镀膜设备的示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

关于靶材和颜色选定参考相关介绍：

金属基材装饰膜的种类及色调很多，下表列举部分金属基材装饰膜种类及颜色。

颜色管控和说明

各种颜色在色学中可以用色空间值L、a、b值来表示。

L—明亮度：L越大，表示较白，L越小，表示较黑；

a—红与绿：a越大，表示较红，a越小，表示较绿；

b—黄与蓝：b越大，表示较黄，b越小，表示较蓝。

例如Tin仿金色的L值在65—70，a值在1.5—3，b值在25—30之间。

例如镁合金外壳产品，镀碳化铬黑色B1色。通过机械泵抽到1.0*10^-1(炉内气压)，再开分子泵将炉体内真空抽到8*10^-3，在抽真空期间，温度会升至100±5°，然后在工控界面上面点击开始镀膜，程序自动开始镀膜，直至镀膜结束。每炉总时间4H左右。

L、A、B值可通过靶材边上的气管来调节其均匀性，以达到整炉产品的L、A、B值在管控的范围内。

本发明提供了一种非晶合金的镀膜设备，参照图1所示，包括：

反应炉1；

挂具3，所述挂具3固定在所述反应炉1内；

保护气体装置，通过保护气体管路与所述反应炉1相连；

机械泵9，通过第一抽气管路与所述反应炉1相连，所述第一抽气管路上设置有粗抽阀7；打开粗抽阀7，可以利用机械泵9初步抽取反应炉1的气体；

分子泵10，通过第二抽气管路与所述反应炉1相连，所述第二抽气管路上设置有高抽阀11，可以进一步抽取反应炉1内的气体，进一步达到真空效果；

电弧靶13，设置在所述反应炉1内，所述电弧靶13的电极位于所述反应炉内，且在述反应炉内设置有靶材5，高电弧撞击靶材，粗镀一层，膜层打底；

控制箱18，与机械泵9、粗抽阀7、分子泵10、高抽阀11、电弧靶13和靶材5相连。

在第一抽气管路上且在粗抽阀7的两端设置有高真空规6和低真空规8，高真空规6位于粗抽阀7和反应炉1之间。

在反应炉1外壁设置有防护罩2，包裹整个反应炉1，使其达到一个密闭空间。反应炉1为立式筒状反应炉，底部由底座17固定。在反应炉1外部设有电箱柜14，电箱柜14与其他各电子部件连接的导线设置在线路过道12内，避免外露。

可选的，在所述反应炉1中设置有一圈轨道，所述轨道下方通过挂具固定圈4固定有若干挂具3；在蒸镀工艺中，挂具3能够围绕轨道的轴心匀速旋转。进一步的，所述靶材5底部设置有自转装置，在靶材5镀膜的过程中，可以进行自转。

在反应炉1侧壁设置有玻璃视窗16，方便操作人员通过视窗时时监控反应炉1内的情况，有异常(炉内火光颜色不正常、炉内打火、挂具固定圈转动不正常等)时，应立即停止镀膜，找专人来处理。

同时本发明还提供了一种非晶合金的镀膜方法，包括如下步骤：

步骤S1、进行准备工作：首先通过设备上方的靶材5孔往设备内部放置指定的靶材(靶材的选择依据所需镀膜的颜色等要求定)；其次通过反应炉门15，将待加工的产品通过一定的方式(产品种类、加工面等不同，悬挂在挂具上的方式就不同)挂在挂具3上，产品必须固定位置，不能有松动或者晃动。将挂具3通过一定的方式(钩子钩、铁丝绑、螺丝锁等方式)放在挂具固定圈4上，挂具必须锁死，不能有松动或者晃动。

步骤S2、将待蒸镀的非晶合金产品通过挂具3悬挂在反应炉内。待加工的产品随着加工面和产品本身的形状特征，通过夹取、绑定、锁住等方式，被固定在挂具3上，挂具3也是通过简易的钩子钩、铁丝绑、螺丝锁等方式被固定在挂具固定圈上。

步骤S3、关闭反应炉门，在控制箱18的界面上操作抽取反应炉内的气体，使反应炉内气压至预设值，充入保护气体前必须对反应炉1内部真空处理，最大限度的减少反应炉1内的空气(氧气和水分子)含量。此外，设备的抽真空的动力来源时机械泵9和分子泵10共同的结果，机械泵9抽取到一定的真空，由分子泵10继续抽真空，已达到我们产品镀膜时所需要的真空度。其中，不同的膜层或者颜色，要求的真空度不一样。例如镁合金镀黑色B2，要求真空度8*10^-3Pa；PMMA(亚克力)镀TiO₂膜，真空度5*10^-1Pa。

步骤S4、通入惰性保护气体至反应炉内，避免非晶合金产品在镀膜过程中发生氧化或其它化学反应。

步骤S5、启动电弧靶13，电弧靶13激发出的离子在非晶合金产品上形成膜层。

步骤S6、关闭电弧靶13并启动靶材5，激发出的上色膜层材料继续在非晶合金产品表面形成一层着色层。镀膜开始第一段由电弧靶13进行膜层打底，增加产品材料与镀层之间的融合性，然后第二段由靶材5继续进行镀层，上色，以达到我们需要的颜色的同时，保证了镀层在产品上的粘合力。靶材5的选用时由镀层的颜色等要求而定的。每一次加工完成之后，或者下一炉加工之前，都需要离子洗靶，以保证靶材5的干净，减少杂质等污染，影响产品的加工效果。

进一步的，反应炉内设置有一圈轨道，所述轨道下方悬挂有若干挂具3。靶材5进行着色的过程中，所述靶材5能够进行自转，且在电弧靶13进行镀膜以及靶材5进行着色的过程中，悬挂在挂具3上的非晶合金产品能够围绕轨道匀速滑动。

步骤S7、关闭靶材5，注入空气至反应炉中，打开反应炉门15，取出反应炉内的非晶合金产品。

步骤S8、产品取出后，按比例随机抽取样品做百格、水煮、酸碱浸泡等测试。

在设备加工产品前需在控制箱18上面手动抽真空，确保炉体是否漏气、水电气和各个泵运转是否正常，以减少加工过程中多余的操作导致的产品的损伤。且在完成每一炉加工后，都必须用吸尘器等工具吸净反应炉1内部的残渣等杂物，以减少后续镀膜过程中杂物对产品效果的影响。镀膜过程中，可以通过玻璃视窗16，时时监控反应炉内的情况，有异常(炉内火光颜色不正常、炉内打火、挂具固定圈转动不正常等)，应立即停止镀膜，找专人来处理。

综上所述，本发明的优点在于：

1.先后通过机械泵和分子泵进行二次抽气作业，能够更好地将反应炉内的气压维持在一个理想状态；

2.悬挂在反应炉内的蒸镀产品可以在反应炉内旋转，且在蒸镀过程中，靶材还可以自转，提高了蒸镀膜材表面的均匀性；

3.蒸镀由第一段打底和第二段镀膜着色两个工序构成，能够提高膜材附着在产品表面的稳定性。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种非晶合金的镀膜设备，其特征在于，包括：

反应炉；

挂具，所述挂具固定在所述反应炉内；

保护气体装置，通过保护气体管路与所述反应炉相连；

机械泵，通过第一抽气管路与所述反应炉相连，所述第一抽气管路上设置有粗抽阀；

分子泵，通过第二抽气管路与所述反应炉相连，所述第二抽气管路上设置有高抽阀；

电弧靶，所述电弧靶的电极位于所述反应炉内，且在所述反应炉内设置有靶材；

控制箱，与机械泵、粗抽阀、分子泵、高抽阀、电弧靶和靶材相连。

2.如权利要求1所述的非晶合金的镀膜设备，其特征在于，在所述第一抽气管路上且在粗抽阀的两端设置有高真空归和低真空归，高真空归位于粗抽阀和反应炉之间。

3.如权利要求1所述的非晶合金的镀膜设备，其特征在于，在所述反应炉中设置有一圈轨道，所述轨道下方设置有若干挂具，所述挂具能够围绕轨道的轴心匀速旋转。

4.如权利要求1所述的非晶合金的镀膜设备，其特征在于，所述靶材底部设置有自转装置。

5.如权利要求1所述的非晶合金的镀膜设备，其特征在于，所述反应炉侧壁设置有玻璃视窗。

6.一种非晶合金的镀膜方法，其特征在于，包括如下步骤：

将待蒸镀的非晶合金产品悬挂在反应炉内；

抽取反应炉内的气体，使反应炉内气压至预设值；

通入惰性保护气体至反应炉内；

启动电弧靶，电弧靶激发出的离子在非晶合金产品上形成打底膜层；

关闭电弧靶并启动靶材，激发出的上色膜层材料继续在非晶合金产品表面形成一层着色层；

关闭靶材，注入空气至反应炉中，取出反应炉内的非晶合金产品；

按照比例抽取样品测试。

7.如权利要求6所述的非晶合金的镀膜方法，其特征在于，所述反应炉内设置有一圈轨道，所述轨道下方悬挂有若干挂具；

靶材进行着色的过程中，所述靶材能够进行自转，且

在电弧靶进行镀膜以及靶材进行着色的过程中，悬挂在挂具上的非晶合金产品能够围绕轨道匀速滑动。

8.如权利要求6所述的非晶合金的镀膜方法，其特征在于，抽取反应炉内的气体的步骤包括：

采用机械泵初步抽取反应炉的气体，之后再采用分子泵继续抽取反应炉的气体直至反应炉内气压到预设值。