TWI467038B - 殼體及其製作方法 - Google Patents

Description

殼體及其製作方法

本發明涉及一種殼體及其製造方法。

真空鍍膜技術（PVD）係一種非常環保的成膜技術。以真空鍍膜的方式所形成的膜層具有高硬度、高耐磨性、良好的化學穩定性、與基體結合牢固以及亮麗的金屬外觀等優點，因此真空鍍膜在鋁、鋁合金及不銹鋼等金屬基材表面裝飾性處理領域的應用越來越廣。

然而，由於鋁或鋁合金的標準電極電位很低，與PVD鍍層，如TiN層、TiN層或CrN層的電位差較大，且PVD鍍層本身不可避免的會存在微小的孔隙，如針孔、裂紋，致使鋁或鋁合金基體易於發生微電池腐蝕。因此，直接於鋁或鋁合金基體表面鍍覆所述TiN層、TiN層或CrN層並不能有效提高所述鋁或鋁合金基體的耐腐蝕性能，同時該PVD鍍層本身也會發生異色、脫落等現象，難以維持良好的裝飾外觀。

鑒於此，提供一種具有良好的耐腐蝕性及裝飾性外觀的殼體。

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、依次形成於鋁或鋁合金基體上的結合層、防腐蝕層，所述結合層為矽層，所述防腐蝕層為氮化矽層。

一種殼體的製造方法，包括以下步驟：

提供鋁或鋁合金基體；

在該鋁或鋁合金基體上磁控濺射形成結合層，該結合層為矽層；

在該結合層上磁控濺射形成防腐蝕層，該防腐蝕層為氮化矽層。

所述殼體的製造方法，籍由磁控濺射法依次於鋁或鋁合金基體上形成結合層、防腐蝕層及具有裝飾性的色彩層。該結合層為一矽層，其能很好地起到一個過渡結合作用，使該防腐蝕層與鋁或鋁合金基體更穩定地結合，該防腐蝕層為一氮化矽層，其以磁控濺射技術形成，具有更緻密的超細微結構，其陶瓷材料的絕緣性能可減緩電偶腐蝕速率。另外，氮化矽膜層的抗震穩定性起到了緩解應力的作用，有利於色彩層附著力的改善，避免所述色彩層發生異色、脫落等失效現象，從而使該殼體經長時間使用後仍具有較好的裝飾性外觀。

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上的結合層13、防腐蝕層15。該殼體10可以為3C電子產品的殼體，也可為工業、建築用件及汽車等交通工具的零部件等。

所述結合層13為矽層，其厚度為0.1~0.2μm。

所述防腐蝕層15為氮化矽層，其厚度為0.5~1.0μm。

在所述的防腐蝕層15上還可以磁控濺射一色彩層，所述色彩層17為氮化鈦層(Ti-N)，其厚度為1.0~3.0μm。

可以理解，所述色彩層17還可以為氮化鉻層（Cr-N）或其他具有裝飾性的色彩層。

所述結合層13、防腐蝕層15及色彩層17均可籍由磁控濺射法形成。

本發明一較佳實施例的製造所述殼體10的方法主要包括如下步驟：

提供鋁或鋁合金基體11，並對鋁或鋁合金基體11依次進行研磨及電解拋光。電解拋光後，再依次用去離子水和無水乙醇對該鋁或鋁合金基體11表面進行擦拭。再將擦拭後的鋁或鋁合金基體11放入盛裝有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表面的雜質和油污等。清洗完畢後吹幹備用。

對經上述處理後的鋁或鋁合金基體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。該電漿清洗的具體操作及工藝參數可為：將鋁或鋁合金基體11放入一磁控濺射鍍膜機（圖未示）的鍍膜室內，對該鍍膜室進行抽真空處理至本底真空度為1.0×10^-3 Pa，以250~500sccm（標準狀態毫升/分鐘）的流量向鍍膜室中通入純度為99.999%的氬氣，於鋁或鋁合金基體11上施加-300~-800V的偏壓，對鋁或鋁合金基體11表面進行電漿清洗，電漿清洗時間為3~10min。

在對鋁或鋁合金基體11進行電漿清洗後，於該鋁或鋁合金基體11上形成結合層13。該結合層13為一矽層，以氬氣為工作氣體，調節氬氣流量為100~200sccm，設置佔空比為30~80%，於鋁或鋁合金基體11上施加-50~-200V的偏壓，並加熱鍍膜室至100~150℃，選擇矽為靶材，設置其功率為2~8kw，沉積結合層13。沉積結合層13的時間為20~40min，結合層13的厚度為0.1~0.2μm。

形成所述結合層13後，於該結合層13上形成防腐蝕層15，所述防腐蝕層15為氮化矽層。形成該防腐蝕層15的具體操作及工藝參數如下：以氬氣為工作氣體，調節氬氣流量為100~200sccm，以氮氣為反應氣體，調節氮氣流量為50~100sccm，設置佔空比為30%~50%，於鋁或鋁合金基體11上施加-50~-100V的偏壓，並加熱鍍膜室至100~150℃，選擇矽為靶材，設置其功率為2~8kw，沉積防腐蝕層15。沉積防腐蝕層15的時間為90~180min，防腐蝕層15的厚度為0.5~1.0μm。

形成所述防腐蝕層15後，還可於該防腐蝕層15上形成色彩層17，形成該色彩層17的具體操作及工藝參數如下：關閉所述矽靶的電源，開啟已置於所述鍍膜機內的一靶材電源，該靶材可為鈦靶或鉻靶，設置其功率為8~10kw，保持上述氬氣的流量不變，並向鍍膜室內通入流量為20~170sccm的反應氣體氮氣，沉積色彩層17。沉積色彩層的時間為20~30min，該色彩層17可為氮化鈦層（Ti-N）或氮化鉻層（Cr-N），色彩層17的厚度為1.0~3.0μm。

所述殼體10的製造方法，籍由磁控濺射法依次於鋁或鋁合金基體11上形成結合層13、防腐蝕層15及具有裝飾性的色彩層17。該結合層13為一矽層，其能很好地起到一個過渡結合作用，使該防腐蝕層15與鋁或鋁合金基體11更穩定地結合。該防腐蝕層15為一氮化矽層，其陶瓷材料的絕緣性能可減緩電偶腐蝕速率。另外，氮化矽的抗震穩定性起到了緩解應力的作用，有利於色彩層17附著力的改善，避免所述色彩層17發生異色、脫落等失效現象，從而使該殼體10經長時間使用後仍具有較好的裝飾。

10．．．殼體

11．．．鋁或鋁合金基體

13．．．結合層

15．．．防腐蝕層

17．．．色彩層

圖1為本發明較佳實施方式殼體的剖視示意圖。

10．．．殼體

11．．．鋁或鋁合金基體

13．．．結合層

15．．．防腐蝕層

17．．．色彩層

Claims (8)

1. 一種殼體，包括鋁或鋁合金基體、依次形成於鋁或鋁合金基體上的結合層、防腐蝕層，其改良在於：所述結合層為矽層，所述防腐蝕層為氮化矽層。
2. 如申請專利範圍第1項所述之殼體，其中所述結合層的厚度為0.1~0.2μm。
3. 如申請專利範圍第1項所述之殼體，其中所述防腐蝕層的厚度為0.5~1.0μm。
4. 如申請專利範圍第1項所述之殼體，其中所述殼體還包括形成於防腐蝕層的色彩層，該色彩層為氮化鈦層(Ti-N)或氮化鉻層(Cr-N)。
5. 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；
   在該鋁或鋁合金基體上磁控濺射形成結合層，該結合層為矽層；
   在該結合層上磁控濺射形成防腐蝕層，該防腐蝕層為氮化矽層。
6. 如申請專利範圍第5項所述之殼體的製造方法，其中磁控濺射所述結合層的工藝參數為：以氬氣為工作氣體，氬氣流量為100~200sccm，設置占空比為30~80%，對鋁或鋁合金基體施加-50~-200V的偏壓，鍍膜室溫度為100~150℃，以矽靶為靶材，設置其功率為2~8kw，沉積時間為20~40min。
7. 如申請專利範圍第5項所述之殼體的製造方法，其中磁控濺射所述防腐蝕層的工藝參數為：以氬氣為工作氣體，氬氣流量為100~200sccm，以氮氣為反應氣體，氮氣流量為50~100sccm，設置占空比為30%~50%，對鋁或鋁合金基體上施加-50~-100V的偏壓，鍍膜室溫度為100~150℃，以矽靶為靶材，設置其功率為2~8kw，沉積時間為90~180min。
8. 如申請專利範圍第5項所述之殼體的製造方法，其中所述製造方法還包括在該耐腐蝕層上磁控濺射色彩層的步驟。