TWI556952B

TWI556952B - 殼體及其製作方法

Info

Publication number: TWI556952B
Application number: TW102103842A
Authority: TW
Inventors: 張春杰
Original assignee: 富智康（香港）有限公司
Priority date: 2013-01-23
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2016-11-11
Also published as: TW201429700A; CN103935075B; CN103935075A; JP2014156116A; US20140205775A1; US9229478B2; JP5889926B2

Description

殼體及其製作方法

本發明係關於一種殼體及其製作方法，尤其涉及一種具有高硬度及釉瓷外觀的殼體及其製作方法。

習知技術，通常籍由噴塗方式於電子產品的殼體表面形成白色的裝飾性膜層，以使殼體呈現出具有白色釉感的外觀。然，由於噴塗技術本身的缺陷，噴塗形成的裝飾性膜層難以具有高透光性及高光澤性，使上述殼體無法呈現出如釉瓷般的潔白、細膩、通透、清潔等視覺或外觀效果。另，經噴塗形成的裝飾性膜層硬度較低，易被刮傷。

鑒於此，有必要提供一種具有高硬度及釉瓷外觀的殼體。

另外，還有必要提供一種上述殼體的製作方法。

一種殼體，其包括一基體及依次形成於基體表面的打底層、過渡層、及顏色層，該打底層為一金屬層，該過渡層為一金屬碳氮化物的混鍍層，該顏色層為一鈦鉻鋁的混鍍層，其中該打底層中的金屬為鈦、鉻、或鐵，該過渡層中的金屬為鈦、鋁、鉻、或鐵。

一種殼體的製作方法，其包括如下步驟：提供一基體；採用真空鍍膜法在該基體的表面依次鍍覆打底層、過渡層、及顏色層，該打底層為一金屬層，該過渡層為一金屬碳氮化物的混鍍層，該顏色層為一鈦鉻鋁的混鍍層，其中該打底層中的金屬為鈦、鉻、或鐵，該過渡層中的金屬為鈦、鋁、鉻、或鐵。

相較於習知技術，本發明的殼體藉由在基體表面依次鍍覆一打底層、一過渡層、及一顏色層，通過該三層的綜合作用，使所述殼體的表面光滑、潤澤，呈現釉瓷般的質感。另，該殼體具有較高的強度，不易被刮傷。

10‧‧‧殼體

11‧‧‧基體

13‧‧‧打底層

15‧‧‧過渡層

17‧‧‧顏色層

20‧‧‧真空鍍膜機

21‧‧‧鍍膜室

23‧‧‧治具

25‧‧‧鈦靶

26‧‧‧鉻靶

27‧‧‧鐵靶

28‧‧‧鋁靶

圖1係由本發明一較佳實施例殼體的剖視圖；圖2係由本發明一較佳實施例真空鍍膜機的示意圖。

請參閱圖1，本發明一較佳實施例的殼體10包括一基體11、及依次形成於基體表面的一打底層13、一過渡層15、及一顏色層17。該殼體10可以為電子裝置外殼、汽車裝飾件、或鐘錶外殼。

所述基體11的材質可為鋁或不銹鋼。

所述打底層13形成於該基體11的表面。該打底層13為一金屬層，其厚度可為0.5~0.8μm，所述金屬可為鈦、鉻、或鐵。該打底層13可增加基體11與過渡層15的結合力。

所述過渡層15形成於所述打底層13的表面。該過渡層15為金屬碳氮化物的混鍍層，其厚度可為1~4μm，該過渡層15可增加該殼體10的硬度。所述金屬碳氮化物的混鍍層可為碳氮化鈦和碳氮化鋁的混鍍層、碳氮化鈦和碳氮化鉻的混鍍層、或碳氮化鈦和碳氮化鐵的混鍍層。在所述金屬混鍍層中該碳氮化鈦的質量百分比為60~80%，該碳氮化鋁、碳氮化鉻、或碳氮化鐵的質量百分比為20~40%。

所述顏色層17形成於所述過渡層15的表面。該顏色層17為一鈦鉻鋁的混鍍層，其厚度可為4~6μm，且該顏色層17呈白色。在所述鈦鉻鋁的混鍍層中該鈦的質量百分比為10~15%，鉻的質量百分比為20~35%，鋁的質量百分比為50~70%。

所述顏色層17中，鈦和鋁呈銀色，且鉻可提高該顏色層17的亮度，使得該顏色層17呈白色，且該殼體10具有釉瓷外觀。

本明一較佳實施方式的殼體10的製備方法，其包括如下步驟：請參閱圖2，提供一真空鍍膜機20，該真空鍍膜機20包括一鍍膜室21及設置於該鍍膜室21中的一治具23、一鈦靶25、一鉻靶26、一鐵靶27、及一鋁靶28。所述真空鍍膜機20可為中頻磁控濺射鍍膜機、或多弧離子鍍膜機，優選為多弧離子鍍膜機。

提供基體11，該基體11的材質為鋁或不銹鋼。

對該基體11進行預處理。該預處理為：採用無水乙醇對所述基體11進行超聲波清洗，以除去該基體11表面的油污。所述超聲波清洗的時間可為25~35分鐘。

將基體11裝設於該真空鍍膜機20的治具23上，加熱所述鍍膜室21至溫度為160~200℃，並將該鍍膜室21抽真空至5×10^-3Pa。

調節該真空鍍膜機20的電源功率為3~5KW，向鍍膜室21內通入流量為600~800標準狀態毫升/分鐘(sccm)的工作氣體，對基體11的表面進行電漿清洗，以除去該基體11表面的氧化層。其中清洗時間為15~20min，所述工作氣體為氬氣。

採用真空鍍膜法在經電漿清洗後的基材11的表面鍍覆該打底層13。鍍覆該打底層13的工藝條件為：開啟鈦靶25、鉻靶26、或鐵靶27，調節該鍍膜室21內的佔空比為50~55%，對該基體11施加電壓為300~350V的偏壓。持續向該鍍膜室10中通入流量為100~150sccm的工作氣體，且所述工作氣體為氬氣。鍍覆打底層13的時間為8~15min。該打底層13為金屬層，其厚度可為0.5~0.8μm。所述金屬可為鈦、鉻、或鐵。且該打底層13可增加該基體11於該過渡層15間的結合力。

採用真空鍍膜法在該打底層13的表面鍍覆該過渡層15。鍍覆該過渡層15的工藝條件為：開啟鈦靶25和鉻靶26、鈦靶25和鐵靶27、或鈦靶25和鋁靶28，調節該鍍膜室21內的佔空比為45~50%，對該基體11施加電壓為200~250V的偏壓。持續向該鍍膜室10中通入工作氣體和反應氣體，且所述工作氣體為氬氣，其流量為100~150sccm。所述反應氣體為氮氣和乙炔，且通入的氮氣的流量為20~40sccm，通入的乙炔的流量為15~30sccm。鍍覆打底層13的時間為25~45min。該過渡層15為金屬碳氮化物的混鍍層，其厚度可為1~4μm，且該過渡層15可增加該殼體10的硬度。所述金屬碳氮化物的混鍍層可為碳氮化鈦和碳氮化鋁的混鍍層、碳氮化鈦和碳氮化鉻的混鍍層、或碳氮化鈦和碳氮化鐵的混鍍層。在所述金屬碳氮化物的混鍍層中該碳氮化鈦的質量百分比為60~80%，該碳氮化鋁、碳氮化鉻、或碳氮化鐵的質量百分比為20~40%。

採用真空鍍膜法在該過渡層15的表面鍍覆該顏色層17。鍍覆該顏色層17的工藝條件為：開啟鈦靶25、鉻靶27、及鋁靶28，調節該鍍膜室21內的佔空比為40~50%，對該基體11施加電壓為250~300V的偏壓。持續向該鍍膜室10中通入流量為150~200sccm的工作氣體，且所述工作氣體為氬氣。鍍覆顏色層17的時間為50~80min。該顏色層17為一鈦鉻鋁的混鍍層，其厚度可為4~6μm，且該顏色層17呈白色。所述鈦鉻鋁的混鍍層中該鈦的質量百分比為10~15%，鉻的質量百分比為20~35%，鉻的質量百分比為50~70%。

下面通過實施例來對本發明進行具體說明。

實施例1

本實施例所使用的真空鍍膜機20為中頻磁控濺射鍍膜機。

本實施例所使用的基材11的材質為不銹鋼。

超聲波清洗處理為：採用無水乙醇對該基體11進行超聲波清洗。且所述超聲波清洗的時間為25分鐘。

電漿清洗：氬氣流量為600sccm，電漿清洗時間為20min。

鍍覆打底層13：開啟鈦靶25，調節該鍍膜室21內的佔空比為50%，對該基體11施加電壓為300V的偏壓。持續向該鍍膜室10中通入流量為100sccm的氬氣。鍍覆打底層13的時間為8min。該打底層13的厚度為0.5μm。

鍍覆過渡層15：開啟鈦靶25和鉻靶26，調節該鍍膜室21內的佔空比為45%，對該基體11施加電壓為200V的偏壓。持續向該鍍膜室10中通入流量為100sccm的氬氣，流量為20sccm的氮氣、及流量為15sccm的乙炔。鍍覆過渡層15的時間為25min。該過渡層15為金屬碳氮化物的混鍍層，其厚度為1μm。所述金屬碳氮化物的混鍍層為碳氮化鈦和碳氮化鉻的混鍍層，所述碳氮化鈦和碳氮化鉻的混鍍層中該碳氮化鈦的質量百分比為65%，該碳氮化鉻的質量百分比為35%。

鍍覆顏色層17：開啟鈦靶25、鉻靶27、及鋁靶28，調節該鍍膜室21內的佔空比為40%，對該基體11施加電壓為250V的偏壓。持續向該鍍膜室10中通入流量為150sccm的氬氣。鍍覆顏色層17的時間為50min。該顏色層17為一鈦鉻鋁的混鍍層，其厚度為4μm，且該顏色層17呈白色，該殼體10具有釉瓷外觀。所述鈦鉻鋁的混鍍層中鈦的質量百分比為15%，鉻的質量百分比為25%，鋁的質量百分比為60%。

實施例2

本實施例所使用的真空鍍膜機20為多弧離子鍍膜機。

本實施例所使用的基材11的材質為鋁。

超聲波清洗處理為：採用無水乙醇對該基體11進行超聲波清洗。且所述超聲波清洗的時間為30分鐘。

電漿清洗：氬氣流量為700sccm，電漿清洗時間為20min。

鍍覆打底層13：開啟鉻靶26，調節該鍍膜室21內的佔空比為55%，對該基體11施加電壓為330V的偏壓。持續向該鍍膜室10中通入流量為120sccm的氬氣。鍍覆打底層13的時間為10min。該打底層13的厚度為0.6μm。

鍍覆過渡層15：開啟鈦靶25和鐵靶27，調節該鍍膜室21內的佔空比為50%，對該基體11施加電壓為250V的偏壓。持續向該鍍膜室10中通入流量為120sccm的氬氣，流量為30sccm的氮氣、及流量為20sccm的乙炔。鍍覆過渡層15的時間為35min。該過渡層15為金屬碳氮化物的混鍍層，其厚度為3μm。所述金屬碳氮化物的混鍍層為碳氮化鈦和碳氮化鐵的混鍍層，在所述碳氮化鈦和碳氮化鐵的混鍍層中該碳氮化鈦的質量百分比為70%，該碳氮化鐵的質量百分比為30%。

鍍覆顏色層17：開啟鈦靶25、鉻靶27、及鋁靶28，調節該鍍膜室21內的佔空比為45%，對該基體11施加電壓為280V的偏壓。持續向該鍍膜室10中通入流量為180sccm的氬氣。鍍覆顏色層17的時間為70min。該顏色層17為一鈦鉻鋁的混鍍層，其厚度為5μm，且該顏色層17呈白色，該殼體10具有釉瓷外觀。所述鈦鉻鋁的混鍍層中鈦的質量百分比為15%，鉻的質量百分比為20%，鋁的質量百分比為65%。

實施例3

本實施例所使用的真空鍍膜機20為真空蒸發鍍膜機。

本實施例所使用的基材11的材質為不銹鋼。

超聲波清洗處理為：採用無水乙醇對該基體11進行超聲波清洗。且所述超聲波清洗的時間為35分鐘。

電漿清洗：氬氣流量為800sccm，電漿清洗時間為15min。

鍍覆打底層13：開啟鐵靶27，調節該鍍膜室21內的佔空比為55%，對該基體11施加電壓為350V的偏壓。持續向該鍍膜室10中通入流量為150sccm的氬氣。鍍覆打底層13的時間為15min。該打底層 13的厚度為0.8μm。

鍍覆過渡層15：開啟鈦靶25和鋁靶28，調節該鍍膜室21內的佔空比為45%，對該基體11施加電壓為250V的偏壓。持續向該鍍膜室10中通入流量為150sccm的氬氣，流量為40sccm的氮氣、及流量為30sccm的乙炔。鍍覆過渡層15的時間為45min。該過渡層15為金屬碳氮化物的混鍍層，其厚度為4μm。所述金屬碳氮化物的混鍍層為碳氮化鈦和碳氮化鋁的混鍍層，在所述碳氮化鈦和碳氮化鋁的混鍍層中該碳氮化鈦的質量百分比為80%，該氮化鋁的質量百分比為20%。

鍍覆顏色層17：開啟鈦靶25、鉻靶27、及鋁靶28，調節該鍍膜室21內的佔空比為50%，對該基體11施加電壓為300V的偏壓。持續向該鍍膜室10中通入流量為200sccm的氬氣。鍍覆顏色層17的時間為80min。該顏色層17為一鈦鉻鋁的混鍍層，其厚度為6μm，且該顏色層17呈白色，該殼體10具有釉瓷外觀。所述鈦鉻鋁的混鍍層中鈦的質量百分比為10%，鉻的質量百分比為20%，鋁的質量百分比為70%。

測試結果

採用維氏硬度計對基體11和殼體10的硬度進行測量，該基體11的維氏硬度為250~300HV，而該殼體10的維氏硬度達到800~1000HV。

10‧‧‧殼體

11‧‧‧基體

13‧‧‧打底層

15‧‧‧過渡層

17‧‧‧顏色層

Claims

一種殼體，其包括一基體及依次形成於基體表面的打底層、過渡層、及顏色層，其改良在於：該打底層為一金屬層，該過渡層為一金屬碳氮化物的混鍍層，該顏色層為一鈦鉻鋁的混鍍層，其中所述鈦鉻鋁的混鍍層中該鈦的質量百分比為10~15%，鉻的質量百分比為20~35%，鋁的質量百分比為50~70%，該打底層中的金屬為鈦、鉻、或鐵，該過渡層中的金屬為鈦、鋁、鉻、或鐵。
如申請專利範圍第1項所述之殼體，其中所述基體的材質為鋁或不銹鋼。
如申請專利範圍第1項所述之殼體，其中該打底層的厚度為0.5~0.8μm。
如申請專利範圍第1項所述之殼體，其中該過渡層的厚度為1~4μm，所述金屬碳氮化物的混鍍層為碳氮化鈦和碳氮化鋁的混鍍層、碳氮化鈦和碳氮化鉻的混鍍層、或碳氮化鈦和碳氮化鐵的混鍍層。
如申請專利範圍第4項所述之殼體，其中所述金屬混鍍層中該碳氮化鈦的質量百分比為60~80%，該碳氮化鋁、碳氮化鉻、或碳氮化鐵的質量百分比為20~40%。
如申請專利範圍第1項所述之殼體，其中所述顏色層的厚度為4~6μm，且該顏色層呈白色。
一種殼體的製作方法，其包括如下步驟：提供一基體；採用真空鍍膜法在該基體的表面依次鍍覆打底層、過渡層、及顏色層，該打底層為一金屬層，該過渡層為一金屬碳氮化物的混鍍層，該顏色層為一鈦鉻鋁的混鍍層，其中所述鈦鉻鋁的混鍍層中該鈦的質量百分比為 10~15%，鉻的質量百分比為20~35%，鋁的質量百分比為50~70%，該打底層中的金屬為鈦、鉻、或鐵，該過渡層中的金屬為鈦、鋁、鉻、或鐵。
如申請專利範圍第7項所述之殼體的製作方法，其中採用一真空鍍膜機對該基體進行鍍覆處理，該真空鍍膜機包括一鍍膜室及設置於該鍍膜室中的一治具、一鈦靶、一鉻靶、一鐵靶、及一鋁靶。
如申請專利範圍第8項所述之殼體的製作方法，其中形成所述打底層的方法為：開啟鈦靶、鉻靶、或鐵靶，調節該鍍膜室內的佔空比為50~55%，對該基體施加偏壓為300~350V，以氬氣為工作氣體，氬氣的流量為100~150sccm，鍍膜時間為8~15min。
如申請專利範圍第8項所述之殼體的製作方法，其中形成所述過渡層的方法為：開啟鈦靶和鉻靶、鈦靶和鐵靶、或鈦靶和鋁靶，調節該鍍膜室內的佔空比為45~50%，對該基體施加的偏壓為200~250V，以氬氣為工作氣體，氬氣的流量為100~150sccm，以氮氣和乙炔為反應氣體，氮氣的流量為20~40sccm，乙炔的流量為15~30sccm，鍍膜時間為25~45min。
如申請專利範圍第8項所述之殼體的製作方法，其中形成所述顏色層的方法為：開啟鈦靶、鉻靶、及鋁靶，調節該鍍膜室內的佔空比為40~50%，對該基體施加的偏壓為250~300V，以氬氣為工作氣體，氬氣的流量为150~200sccm，镀膜时间为50~80min。