TWI472633B - 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，特別涉及一種鎂或鎂合金殼體及其製造方法。

鎂及鎂合金由於質量輕、散熱性佳、電磁遮罩性好等優點，廣泛應用於3C產品的殼體、汽車及航空等領域。但鎂及鎂合金最明顯的缺點係耐腐蝕差，暴露於自然環境中會引起表面快速腐蝕。

提高鎂及鎂合金耐腐蝕性的方法通常係在其表面形成保護性的塗層。傳統的電鍍法由於鍍層的沉積速度快、鍍層緻密性佳、鍍層厚度控制範圍廣及產能高等優點而廣泛應用於鎂及鎂合金的表面處理。但由於鎂及鎂合金化學性質活潑，氧化鎂會在其表面迅速形成，且鎂及鎂合金在電鍍液中容易與其他金屬離子發生置換反應，導致形成的電鍍層疏鬆、與鎂或鎂合金表面結合力不強。為了解決上述問題，習知技術通常在對鎂及鎂合金表面或鍍覆的鎂及鎂合金表面進行電鍍處理前先進行化學鍍處理，然，化學鍍處理工序的增加使得鎂及鎂合金表面處理方法的工序複雜、環境污染大且良率較低。

磁控濺射技術近年來被應用於鎂或鎂合金表面形成保護性塗層。然而，由於磁控濺射技術本身的特點，以該方法形成的保護性塗層無法完全填充鎂及鎂合金基材表面的裂紋、孔洞等，因而對鎂及鎂合金表面耐腐蝕性能的提高亦很有限。

鑒於此，有必要提供一種具有較好的耐腐蝕性的鎂或鎂合金的殼體。

另外，還有必要提供一種上述殼體的製造方法。

一種殼體，由鎂或鎂合金基體、依次形成於鎂或鎂合金基體上的磁控濺射層及電鍍層構成，所述磁控濺射層為金屬層，該金屬選自為鋅、鐵、銅及鎳中的任一種。

一種殼體的製造方法，其包括如下步驟：

提供鎂或鎂合金基體；

選擇鋅、鐵、銅及鎳中的任一種為靶材，於所述鎂或鎂合金基體上形成磁控濺射層；

於磁控濺射層上形成電鍍層。

本發明殼體的製造方法在鎂或鎂合金基體上先形成磁控濺射層，再於該磁控濺射層上形成電鍍層。所述磁控濺射層與鎂或鎂合金基體、電鍍層之間具有較好的結合力，無需藉由形成過渡層以增強上述三者之間的結合力，如此簡化了該殼體的製造工序。

由於形成磁控濺射層的金屬與鎂的電極電位相當，所述磁控濺射層不易與鎂或鎂合金基體發生電偶腐蝕，從而提高了所述殼體的耐腐蝕性。此外，所述磁控濺射層與電鍍層形成的複合膜層，有效提高了所述殼體表面的緻密性，從而進一步提高了所述殼體的耐腐蝕性。

所述殼體的製造方法採用磁控濺射鍍膜法代替傳統電鍍前的化學鍍處理，大大降低了對環境及人體的危害，且提高了製造所述殼體的良率。

請參閱圖1，本發明一較佳實施例的殼體10包括鎂或鎂合金基體11、磁控濺射層12及電鍍層13。所述磁控濺射層12形成於該鎂或鎂合金基體11上，所述電鍍層13形成於該磁控濺射層12上。

所述磁控濺射層12為金屬層，該金屬選自鋅（Zn）、鐵（Fe）、銅（Cu）及鎳（Ni）中的任一種，上述金屬與鎂或鎂合金基體11的電極電位相當。所述磁控濺射層12的厚度為2.0~3.0μm。

所述電鍍層13為鉻層，其厚度為5.0~10μm。

所述殼體10的製造方法包括如下步驟：

提供鎂或鎂合金基體11，該鎂或鎂合金基體11可以藉由沖壓成型得到，其具有待製得的殼體10的結構。將所述鎂或鎂合金基體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，以除去鎂或鎂合金基體11表面的雜質和油污。清洗完畢後烘乾備用。

再對鎂或鎂合金基體11的表面進行電漿清洗，進一步去除鎂或鎂合金基體11表面的油污，以改善鎂或鎂合金基體11表面與後續塗層的結合力。對鎂或鎂合金基體11的表面進行電漿清洗的方法包括如下步驟：將鎂或鎂合金基體11放入磁控濺射鍍膜機的鍍膜室內的工件架上，對鍍膜室進行抽真空處理至真空度為8.0×10^-3 Pa，以300~600sccm（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，於鎂或鎂合金基體11上施加-300~-800V的偏壓，對鎂或鎂合金基體11表面電漿清洗。所述電漿清洗的時間為3~10min。

在所述電漿清洗完成後，採用磁控濺射的方式在鎂或鎂合金基體11上形成磁控濺射層12。該磁控濺射層12為金屬層，該金屬選自鋅（Zn）、鐵（Fe）、銅（Cu）及鎳（Ni）中的任一種，上述金屬與鎂或鎂合金基體11的電極電位相當。形成該磁控濺射層12的具體操作方法及工藝參數為：

以氬氣為工作氣體，調節其流量為150~300sccm，設置佔空比為30%~70%，加熱該鍍膜室至50~150℃(即濺射溫度為50~150℃)，並設置工件架的公轉轉速為0.5~3.0rpm；選擇Zn、Fe、Cu及Ni中的任一種為靶材，設定其電源功率為5~10kw，保持所述真空室為50~150℃（即濺射溫度為50~150℃），沉積所述磁控濺射層12，沉積該磁控濺射層12的時間為20~60min。

關閉負偏壓及鉻靶電源，停止通入氬氣，待所述磁控濺射層12冷卻後，向鍍膜室內通入空氣，打開該鍍膜室門，取出鍍覆有磁控濺射層12的鎂或鎂合金基體11。

所述磁控濺射層12的形成，可代替傳統電鍍前的化學鍍層，提高所述鎂或鎂合金基體11與後續沉積的電鍍層13之間的結合力，同時還可使電鍍層13具有良好緻密性。更重要的，一方面，由於鎂的電極電位與Zn、Fe、Cu及Ni相當，在後續電鍍過程中所述磁控濺射層12不易與鎂或鎂合金基體11發生電偶腐蝕；另一方面，所述磁控濺射層12可阻擋腐蝕性氣體和/或液體進入鎂或鎂合金基體11的表面，從而減緩所述鎂或鎂合金基體11的腐蝕現象的發生。

於磁控濺射層12上電鍍一電鍍層13。該電鍍層13為鉻層。電鍍該電鍍層13的具體操作方法及工藝參數為：將形成有磁控濺射層12的鎂或鎂合金基體11與電源負極連接，提供一鉻金屬板，將鉻金屬板與電源正極連接，將形成有磁控濺射層12的鎂或鎂合金基體11與電鍍液接觸，設置電鍍溫度為40~60℃、電流密度為2.0~8.0A/dm² ，對所述鎂或鎂合金基體11進行電鍍。電鍍該電鍍層13的時間為10~60min。所述電鍍液為水溶液，其含有：100~200g/L的鉻酐，1~2g/L硫酸，1.5~2.5g/L的氨基乙酸。

所述電鍍層13的形成增加了所述鎂或鎂合金基體11上的鍍層厚度及緻密性，如此可大大地提高所述鎂或鎂合金基體11的耐腐蝕性；此外，鉻的電鍍層13還可為鎂或鎂合金基體11表面提供良好的裝飾效果。

本發明較佳實施方式殼體10的製造方法在鎂或鎂合金基體11上先形成磁控濺射層12，再於該磁控濺射層12上形成電鍍層13。所述磁控濺射層12與鎂或鎂合金基體11、電鍍層13之間具有較好的結合力，無需藉由形成過渡層以增強上述三者之間的結合力，如此簡化了該殼體10的製造工序。

由於形成磁控濺射層12的金屬與鎂的電極電位相當，在偏酸性/鹼性的電鍍液中所述磁控濺射層12不易與鎂或鎂合金基體11發生電偶腐，從而提高了所述殼體10的耐腐蝕性。此外，所述磁控濺射層12與電鍍層13形成的複合膜層，有效提高了所述殼體10表面的緻密性，從而進一步提高了所述殼體10的耐腐蝕性。

所述殼體10的製造方法採用磁控濺射鍍膜法代替傳統電鍍前的化學鍍處理，大大降低了對環境及人體的危害，且提高了製造所述殼體10的良率。

10．．．殼體

11．．．鎂或鎂合金基體

12．．．磁控濺射層

13．．．電鍍層

圖1為本發明較佳實施方式殼體的剖視示意圖。

10．．．殼體

11．．．鎂或鎂合金基體

12．．．磁控濺射層

13．．．電鍍層

Claims (10)

1. 一種殼體，其改良在於：該殼體由鎂或鎂合金基體、依次形成於鎂或鎂合金基體上的磁控濺射層及電鍍層構成，所述磁控濺射層為金屬層，該金屬選自為鋅、鐵、銅及鎳中的任一種。
2. 如申請專利範圍第1項所述之殼體，其中所述磁控濺射層的厚度為2.0~3.0μm。
3. 如申請專利範圍第1項所述之殼體，其中所述電鍍層為鉻層。
4. 如申請專利範圍第3項所述之殼體，其中所述電鍍層的厚度為5.0~10μm。
5. 一種殼體的製造方法，其包括如下步驟：
   提供鎂或鎂合金基體；
   選擇鋅、鐵、銅及鎳中的任一種為靶材，於所述鎂或鎂合金基體上形成磁控濺射層；
   於磁控濺射層上形成電鍍層。
6. 如申請專利範圍第5項所述之殼體的製造方法，其中形成所述磁控濺射層的工藝參數為：採用磁控濺射鍍膜機，以氬氣為工作氣體，其流量為150~300sccm，設置佔空比為30%~70%，選擇鋅、鐵、銅及鎳中的任一種為靶材，設定其電源功率為5~10kw，濺射溫度為50~150℃。
7. 如申請專利範圍第6項所述之殼體的製造方法，其中沉積所述磁控濺射層的時間為20~60min。
8. 如申請專利範圍第5項所述之殼體的製造方法，其中形成所述電鍍層的步驟如下：將形成有磁控濺射層的鎂及鎂合金基體與電源負極連接，提供一鉻金屬板，將鉻金屬板與電源正極連接，將形成有磁控濺射層的鎂及鎂合金基體與電鍍液接觸，設置電鍍溫度為40~60℃、電流密度為2.0~8.0A/dm² ，以對該鎂及鎂合金基體進行電鍍，電鍍時間為10~60min。
9. 如申請專利範圍第8項所述之殼體的製造方法，其中所述電鍍液為水溶液，其含有：100~200g/L的鉻酐，1~2g/L硫酸，1.5~2.5 g/L的氨基乙酸。
10. 如申請專利範圍第5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形成所述磁控濺射層之前對鎂或鎂合金基體進行電漿清洗的步驟。