TWI415951B - 殼體及其製造方法 - Google Patents

Description

殼體及其製造方法

本發明涉及一種殼體及其製造方法，特別涉及一種鋁或鋁合金的殼體及其製造方法。

鋁或鋁合金目前被廣泛應用於航空、航天、汽車及微電子等工業領域。但鋁或鋁合金的標準電極電位很低，防腐蝕差，暴露於自然環境中會引起表面快速腐蝕。

提高鋁或鋁合金防腐蝕性的方法通常係在其表面形成保護性的塗層。傳統的陽極氧化、電沉積、化學轉化膜技術及電鍍等鋁或鋁合金的表面處理方法存在生產工藝複雜、效率低、環境污染嚴重等缺點。

真空鍍膜(PVD)為一清潔的成膜技術。然而，由於鋁或鋁合金的標準電極電位很低，且PVD塗層本身不可避免的會存在微小的孔隙，因此形成於鋁或鋁合金表面的PVD塗層容易發生電化學腐蝕，導致該PVD塗層的防腐蝕性能降低，對鋁或鋁合金的防腐蝕能力的提高有限。

鑒於此，提供一種具有較好的耐腐蝕性的鋁或鋁合金的殼體。

另外，還提供一種上述殼體的製造方法。

一種殼體，包括鋁或鋁合金基體，該殼體還包括依次形成於該鋁或鋁合金基體上的鋁膜及離子注入膜，所述鋁膜以磁控濺射鍍膜法形成，所述離子注入膜中主要含有Mn金屬離子。

一種殼體的製造方法，其包括如下步驟：提供鋁或鋁合金基體；於該鋁或鋁合金基體的表面磁控濺射形成鋁膜；於該鋁膜上注入Mn金屬離子，形成主要含有Mn金屬的離子注入膜。

本發明所述殼體的製造方法，在鋁或鋁合金基體上依次形成鋁膜及Mn金屬的離子注入膜，該鋁膜及離子注入膜組成的複合膜層可顯著提高所述殼體的耐腐蝕性，且該殼體的製造工藝簡單、幾乎無環境污染。

10‧‧‧殼體

11‧‧‧鋁或鋁合金基體

13‧‧‧鋁膜

15‧‧‧離子注入膜

圖1為本發明較佳實施方式殼體的剖視示意圖。

請參閱圖1，本發明一較佳實施例的殼體10包括鋁或鋁合金基體11、依次形成於該鋁或鋁合金基體11表面的鋁膜13及離子注入膜15。

所述鋁膜13的厚度為0.5~6.0μm。所述鋁膜13籍由磁控濺射鍍膜法形成。

該殼體10還包括形成於該鋁膜13上的離子注入膜15。所述離子注入膜15中主要含Mn金屬離子。

所述殼體10的製造方法主要包括如下步驟：

提供鋁或鋁合金基體11，該鋁或鋁合金基體11可以籍由沖壓成型得到，其具有待製得的殼體10的結構。

將所述鋁或鋁合金基體11放入盛裝有乙醇或丙酮溶液的超聲波清洗器中進行震動清洗，以除去鋁或鋁合金基體11表面的雜質和油污。清洗完畢後烘乾備用。

再對鋁或鋁合金基體11的表面進行氬氣電漿清洗，進一步去除鋁或鋁合金基體11表面的油污，以改善鋁或鋁合金基體11表面與後續塗層的結合力。對鋁或鋁合金基體11的表面進行氬氣電漿清洗的方法包括如下步驟：將鋁或鋁合金基體11放入一真空鍍膜機(圖未示)的鍍膜室內的工件架上，對該鍍膜室進行抽真空處理至真空度為8.0×10^-3Pa，以300~500sccm(標準狀態毫升/分鐘)的流量向鍍膜室內通入純度為99.999%的氬氣(工作氣體)，於鋁或鋁合金基體11上施加-300~-800V的偏壓，在所述鍍膜室中形成高頻電壓，使所述氬氣產生電漿對鋁或鋁合金基體11的表面進行物理轟擊，而達到對鋁或鋁合金基體11表面清洗的目的。所述氬氣電漿清洗的時間為3~10min。

採用磁控濺射的方式在鋁或鋁合金基體11表面依次形成鋁膜13及離子注入膜15。形成該鋁膜13及離子注入膜15的具體操作方法及工藝參數為：

在所述電漿清洗完成後，調節氬氣(工作氣體)流量至100~300sccm，設定靶材的功率為2~12kw，於鋁或鋁合金基體11上施加-100~-400V的偏壓，沉積鋁膜13。沉積該鋁膜13的時間為30~360min。

形成所述鋁膜13後，採用離子注入工藝，於該鋁膜13表面注入Mn金屬離子，形成離子注入膜15。

所述的離子注入過程係：採用一離子注入機(圖未示)，將真空濺射鋁膜13的鋁或鋁合金基體11置於該離子注入機的真空室中，該離子注入機將Mn金屬進行電離，使其產生Mn金屬離子蒸氣，並經高壓電場加速使該Mn金屬離子蒸氣形成具有幾萬甚至幾百萬電子伏特能量的Mn離子束，射入鋁膜13的表面，最終於該鋁膜13的表面沉積形成主要含有Mn金屬離子的離子注入膜15。

本實施例中注入所述Mn離子的參數為：真空度為1×10^-4Pa，離子源電壓為30~100kV，離子束流強度為0.1~5mA，控制Mn離子注入劑量在1×10¹⁶ions/cm²到1×10¹⁸ions/cm²(離子數/平方釐米)之間。本發明較佳實施方式的殼體10的製造方法，在鋁或鋁合金基體11上依次形成鋁膜13和離子注入膜15。該鋁膜13、離子注入膜15組成的複合膜層顯著地提高了所述殼體10的耐腐蝕性，且該製造工藝簡單、幾乎無環境污染。

10‧‧‧殼體

11‧‧‧鋁或鋁合金基體

13‧‧‧鋁膜

15‧‧‧離子注入膜

Claims (7)

1. 一種殼體，包括鋁或鋁合金基體，其改良在於：該殼體還包括依次形成於該鋁或鋁合金基體上的鋁膜及離子注入膜，所述鋁膜以磁控濺射鍍膜法形成於該鋁或鋁合金基體上，所述離子注入膜中主要含有Mn金屬離子並通過離子注入工藝於該鋁膜表面上形成。
2. 如申請專利範圍第1項所述之殼體，其中所述鋁膜的厚度為0.5~6.0μm。
3. 如申請專利範圍第1項所述之殼體，其中所述離子注入膜的厚度為100~2000nm。
4. 一種殼體的製造方法，其包括如下步驟：提供鋁或鋁合金基體；於該鋁或鋁合金基體的表面上磁控濺射形成鋁膜；於該鋁膜上通過離子注入工藝注入Mn金屬離子，形成主要含有Mn金屬離子的離子注入膜。
5. 如申請專利範圍第4項所述之殼體的製造方法，其中磁控濺射所述鋁膜的工藝參數為：以氬氣為工作氣體，其流量為50~300sccm，對基體加偏壓為-100~-400V，設置靶材功率為2~12kw，沉積時間為5~360min。
6. 如申請專利範圍第4項所述之殼體的製造方法，其中形成離子注入膜的工藝參數為：將形成有鋁膜的鋁或鋁合金基體置於離子注入機中，抽真空該離子注入機至真空度為1×10^-4Pa，離子源電壓為30~100kV，離子束流強度為0.1~5mA，控制Mn金屬離子注入劑 量在1×10¹⁶ions/cm²到1×10¹⁸ions/cm²之間。
7. 如申請專利範圍第4項所述之殼體的製造方法，其中所述殼體的製造方法還包括在沉積所述鋁膜之前對鋁或鋁合金基體進行電漿清洗的步驟。