一種增強耐鹽霧性的裝飾涂層及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及涂層表面處理領(lǐng)域，尤指一種利用真空鍍膜技術(shù)制備增強耐鹽霧性的 裝飾涂層及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和人類生活水平的不斷提高，對各種材料如裝飾材料的 要求趨于環(huán)保化、多功能化、高強輕質(zhì)化等方向發(fā)展。得益于全球經(jīng)濟一體化的發(fā)展，現(xiàn)今 諸多產(chǎn)品遠銷世界各地。而在海洋運輸環(huán)境中，海洋環(huán)境中的Cl離子對金屬具有很強的腐 蝕性。鹽霧腐蝕是電化學(xué)腐蝕的一種。這就要求產(chǎn)品外殼在滿足外觀屬性的同時具備一定 的耐鹽霧腐蝕性。
[0003] 對比文件1，專利【申請?zhí)枴?00510007098. 4,申請人：F.波爾希名譽工學(xué)博士公司， 申請日：2005. 2. 7,本案公開了 "制造耐腐蝕裝飾涂層的方法和用于金屬基底的涂層系統(tǒng)"， 包括在基底上涂覆一個粘著層，涂漆，用一種金屬等離子技術(shù)形成涂層，主要是電鍍方法鍍 鉻的步驟。但該方法需要用到電鍍Cr工藝，嚴重污染環(huán)境，已逐步被社會淘汰。
[0004] 對比文件2,專利【申請?zhí)枴?00480038871. 7,申請人：山特維克知識產(chǎn)權(quán)股份有限 公司，申請日：2004. 12. 15,本案公開了 "涂覆裝飾性涂層的不銹鋼條帶"，涉及在連續(xù)卷式 工序中，制造被涂覆的不銹鋼帶的方法，該方法導(dǎo)致所涂覆的薄的裝飾性涂層具有卓越的 附著性。裝飾性涂層在連續(xù)卷式工序中利用物理氣相沉積技術(shù)沉積優(yōu)選低于10 μ m厚度的 均勻分布的涂層。作為選擇，裝飾性表面涂飾層也可在兩步工序中生產(chǎn)，在完成物理氣相沉 積適當涂層后，進行適當?shù)臒崽幚?，涂覆薄層轉(zhuǎn)換為裝飾性表面涂飾層。但該方法需進一步 進行熱處理，工藝較為復(fù)雜。
[0005] 對比文件3,專利【申請?zhí)枴?00710103673. X，申請人：北京實力源科技開發(fā)有限責 任公司劉陽，申請日：2005. 2. 7,本案公開了"一種裝飾防護涂層及其合成方法"，提供一種 低壓氣相沉積合成黑色及所需相近顏色的硬質(zhì)裝飾防護涂層，提供膜層硬度和耐劃傷能 力，并避免膜層變色。但該方案提供的涂層沒有很好的耐鹽霧性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的一個目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，利用中頻反應(yīng)磁控濺鍍的方法，提 供一種增強耐鹽霧性的裝飾涂層。
[0007] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種增強耐鹽霧性的裝飾涂層，包括 基體和沉積在基體上的打底層和耐鹽霧裝飾層，所述基體為不銹鋼材質(zhì)，所述耐鹽霧裝飾 層為利用TiAl靶和Zr靶共鍍或Cr靶和Zr靶共鍍所制得的復(fù)合陶瓷層。根據(jù)本發(fā)明的一 個實施例，耐鹽霧裝飾層為TiAl靶和Zr靶共鍍所制得的TiAl/Zr共鍍復(fù)合陶瓷層，打底層 為TiAl合金。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，耐鹽霧裝飾層為Cr靶和Zr靶共鍍所制得的 Cr/Zr共鍍復(fù)合陶瓷層，打底層為CrZr合金。
[0008] 本發(fā)明的另一目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，利用中頻反應(yīng)磁控濺鍍的方法，提 供一種增強耐鹽霧性的裝飾涂層的制備方法。
[0009] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種增強耐鹽霧性的裝飾涂層的制 備方法，其特征在于涂層結(jié)構(gòu)包括沉積在基體上的打底層和耐鹽霧裝飾層，該制備方法包 括以下步驟:A、基體濺鍍前的預(yù)清洗；B、對基體施加偏壓進行Ar等離子體輝光清洗；C、中 頻磁控反應(yīng)濺鍍打底層和耐腐蝕裝飾涂層。
[0010] 基體濺鍍前的預(yù)清洗依序為堿液清洗除油去污、純水超聲清洗、烘干;Ar等離 子體輝光清洗工藝條件為Ar氣流量700sccm，氣壓0. 8-lpa，基體偏壓400-550V，時間 10-15min ;濺鍍TiAlZr體系涂層時TiAl靶和Zr靶裝于中頻耦合對靶位，濺鍍CrZr體系涂 層時Cr靶和Zr靶裝于中頻耦合對靶位；反應(yīng)氣體為隊和C 2H2，通過改變反應(yīng)氣體含量獲得 不同顏色和亮度；通過改變基體偏壓和占空比獲得不同顏色和亮度，偏壓80~200V，占空 比50~60%。
[0011] 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明涂層與基體結(jié)合牢固，色澤靚麗，使裝飾涂層具有很好 的耐鹽霧性，同時也具備很好的表面硬度、耐磨性，增加了產(chǎn)品的附加價值。
【附圖說明】
[0012] 圖1是本發(fā)明涂層的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 圖2是本發(fā)明涂層的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0014] 下面對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細描述，但應(yīng)當理解本發(fā)明的保護范圍并不 受【具體實施方式】的限制。
[0015] 如圖所示，一種增強耐鹽霧性的裝飾涂層，包括基體10、打底層20和耐鹽霧裝飾 層30,所述基體為不銹鋼材質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，耐鹽霧裝飾層20為TiAl靶和 Zr靶共鍍所制得的復(fù)合陶瓷層，打底層為TiAl合金。根據(jù)本發(fā)明的第二實施例，耐鹽霧裝 飾層30為Cr靶和Zr靶共鍍所制得的復(fù)合陶瓷層，打底層20為CrZrN復(fù)合陶瓷。在所述 第二實施例中，該裝飾涂層還可以增加一層收底層40,所述收底層為CrN、CrZrNXrCN陶瓷 中的一種。
[0016] TiAl/Zr共鍍所得涂層為藍黑色，利用分光測色計測得其色差值分別為L(明度 值）42~53, a (色度值）-2~+2, b(色度值）-2~+2。中性鹽霧測試時間超過48Hr，而一 般工藝只要求耐鹽霧大于24Hr即合格。未出現(xiàn)不良。Cr/Zr共鍍所得涂層為銀白色，L值 75~85，a值-2~+2，b值-2~+5。中性鹽霧測試時間超過93Hr未出現(xiàn)不良?？偼繉雍?度為1~2 μπι。涂層經(jīng)過百格測試、90度折彎測試、CS-10橡皮摩擦測試，具有優(yōu)異的膜基 結(jié)合力和耐磨性。
[0017] 在反應(yīng)磁控濺射合成所述耐鹽霧裝飾涂層的過程中，加入反應(yīng)鍍膜室內(nèi)的工作氣 體可包括惰性氣體氬氣和反應(yīng)氣體N2、C2H2。其中，通過改變對基體施加的偏壓、占空比，改 變反應(yīng)過程中隊和C2H2的相對比例來控制膜層顏色、光澤及其耐鹽霧性能。其工藝過程控 制簡單而且非常穩(wěn)定，重復(fù)性好，色差小，膜層的各項物理和化學(xué)性能指標均很好的滿足客 戶要求，具有耐鹽霧、耐磨、耐劃傷等特性，使產(chǎn)品具有很好的附加價值。
[0018] 實施例1 :TiAl/Zr對靶共鍍TiAlZrCN復(fù)合陶瓷涂層，涂層結(jié)構(gòu)為基體/TiAl/ TiAIZrCN。
[0019] 在型號為YG-1612物理氣相沉積設(shè)備中，通入隊和C 2H2，采用TiAl和Zr對靶中頻 反應(yīng)磁控濺鍍方法沉積TiAlZrCN復(fù)合陶瓷涂層。其中，在I X 10 3pa的背底真空下，通入Ar 調(diào)節(jié)氣壓為〇. 8pa，對基體施加400-500V偏壓進行15min的Ar等離子體輝光清洗后，首先 利用TiAl靶濺鍍方法沉積TiAl作為打底層，接入加入N2和少量C 2H2反應(yīng)氣體，反應(yīng)過程 中逐漸增加 N2流量，采