專(zhuān)利名稱(chēng)：殼體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種殼體及其制造方法。
背景技術(shù)：
鋁或鋁合金目前被廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車(chē)及微電子等工業(yè)領(lǐng)域。但鋁或鋁合金的標(biāo)準(zhǔn)電極電位很低，耐腐蝕差，暴露于自然環(huán)境中會(huì)引起表面快速腐蝕。提高鋁或鋁合金耐腐蝕性的方法通常是在其表面形成保護(hù)性的涂層。傳統(tǒng)的陽(yáng)極氧化、電沉積、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)及電鍍等鋁或鋁合金的表面處理方法存在生產(chǎn)工藝復(fù)雜、效率低、環(huán)境污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)。真空鍍膜(PVD)為一清潔的成膜技術(shù)。然而，由于鋁或鋁合金的標(biāo)準(zhǔn)電極電位很低，且PVD涂層存在微小的孔隙及由于晶格失配或塑性變形而形成的位錯(cuò)缺陷，因此形成于鋁或鋁合金表面的PVD涂層容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，導(dǎo)致該P(yáng)VD涂層的耐腐蝕性能降低，對(duì)招或招合金的耐腐蝕能力的提聞?dòng)邢蕖?br>
發(fā)明內(nèi)容
鑒于此，提供一種具有良好的耐腐蝕性的殼體。另外，還提供一種上述殼體的制造方法?！N殼體，該殼體包括鋁或鋁合金基體及形成于該鋁或鋁合金基體上的復(fù)合防護(hù)層，所述復(fù)合防護(hù)層包括二晶態(tài)薄膜層及一非晶態(tài)薄膜層，所述非晶態(tài)薄膜層形成于二晶態(tài)薄膜層之間，所述晶態(tài)薄膜層直接與鋁或鋁合金基體結(jié)合。一種殼體的制造方法，其包括如下步驟提供鋁或鋁合金基體；通過(guò)真空鍍膜的方式，于該鋁或鋁合金基體的表面形成復(fù)合防護(hù)層，所述復(fù)合防護(hù)層包括二晶態(tài)薄膜層及一非晶態(tài)薄膜層，所述非晶態(tài)薄膜層形成于二晶態(tài)薄膜層之間，所述晶態(tài)薄膜層直接與鋁或鋁合金基體結(jié)合。經(jīng)上述方式形成的晶態(tài)薄膜層以柱狀晶形態(tài)生長(zhǎng)，而非晶態(tài)薄膜層是以無(wú)序形態(tài)生長(zhǎng)。由于晶態(tài)薄膜層與非晶態(tài)薄膜層膜層生長(zhǎng)方式不同，形成于二所述晶態(tài)薄膜層之間的一非晶態(tài)薄膜層可隔斷二所述晶態(tài)薄膜層之間連通的柱狀晶間孔隙及位錯(cuò)等缺陷，即隔斷了鋁或鋁合金基體與晶態(tài)薄膜層的通道，使腐蝕性氣體或液體難以由外界滲入到達(dá)鋁或鋁合金基體，進(jìn)而使所述鋁或鋁合金基體與所述晶態(tài)薄膜層或/和非晶態(tài)薄膜層之間不易發(fā)生電偶腐蝕，如此，大大提高了所述鋁或鋁合金基體的耐腐蝕性。


圖I為本發(fā)明一較佳實(shí)施例殼體的剖視圖；圖2是本發(fā)明一較佳實(shí)施例真空鍍膜機(jī)的示意圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明
殼體10鋁或鋁合金基體 11復(fù)合防護(hù)層13晶態(tài)薄膜層131非晶態(tài)薄膜層 133真空鍍膜機(jī)20鍍膜室21第一靶材23
第二靶材24軌跡25真空泵30如下具體實(shí)施方式
將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明一較佳實(shí)施例的殼體10包括鋁或鋁合金基體11及形成于該鋁或鋁合金基體11上的復(fù)合防護(hù)層13。該殼體10可以為3C電子產(chǎn)品的殼體，也可為眼鏡邊框、建筑用件及汽車(chē)等交通工具的零部件等。該復(fù)合防護(hù)層13包括二晶態(tài)薄膜層131及一非晶態(tài)薄膜層133，所述非晶態(tài)薄膜層133形成于二晶態(tài)薄膜層131之間。其中，與鋁或鋁合金基體11直接結(jié)合的為一晶態(tài)薄月旲層131。所述晶態(tài)薄膜層131可為氮氧化鉻(CrON)層或氮氧化鋁(AlON)層，其厚度為300 800nm。所述晶態(tài)薄膜層131具有良好的致密性。所述晶態(tài)薄膜層131優(yōu)選為CrON層。所述非晶態(tài)薄膜層133為硬質(zhì)薄膜層，其可為二氧化硅(SiO2)層或氧化鋁(Al2O3)層，其厚度為300 500 iim。所述非晶態(tài)薄膜層133優(yōu)選為SiO2層。所述晶態(tài)薄膜層131及非晶態(tài)薄膜層133均可通過(guò)真空鍍膜的方式形成。所述真空鍍膜可為真空濺鍍、真空蒸鍍等。請(qǐng)同時(shí)參閱圖I與圖2，本發(fā)明一較佳實(shí)施例的制造所述殼體10的方法主要包括如下步驟提供鋁或鋁合金基體11，該鋁或鋁合金基體11可以通過(guò)沖壓成型得到。對(duì)該鋁或鋁合金基體11進(jìn)行清潔前處理。該前處理包括采用去離子水和無(wú)水乙醇依次對(duì)所述鋁或鋁合金基體11的表面進(jìn)行擦拭，然后將該鋁或鋁合金基體11置于丙酮中進(jìn)行超聲波清洗，以去除表面的油污。清洗后將該鋁或鋁合金基體11干燥備用。對(duì)經(jīng)上述清潔前處理后的鋁或鋁合金基體11的表面進(jìn)行氬氣等離子體清洗，以進(jìn)一步去除鋁或鋁合金基體11表面的油污，以及改善鋁或鋁合金基體11表面與后續(xù)鍍層的結(jié)合力。結(jié)合參閱圖2，提供一真空鍍膜機(jī)20，該真空鍍膜機(jī)20包括一鍍膜室21及連接于鍍膜室21的一真空泵30，真空泵30用以對(duì)鍍膜室21抽真空。該鍍膜室21內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)架(未圖示)、相對(duì)設(shè)置的二第一靶材23及相對(duì)設(shè)置的二第二靶材24。轉(zhuǎn)架帶動(dòng)鋁或鋁合金基體11沿圓形的軌跡25公轉(zhuǎn)，且鋁或鋁合金基體11在沿軌跡25公轉(zhuǎn)時(shí)亦自轉(zhuǎn)。其中，所述第一靶材23為鉻靶或鋁靶；所述第二靶材24為硅靶或鋁靶。該等離子體清洗的具體操作及工藝參數(shù)可為將鋁或鋁合金基體11固定于真空鍍膜機(jī)20的鍍膜室21中的轉(zhuǎn)架上，將該鍍膜室21抽真空至約為8. OX 10_3Pa，然后向鍍膜室21內(nèi)通入流量約為500sCCm(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)毫升/分鐘)的氬氣(純度為99. 999%),并施加-500 -800V的偏壓于鋁或鋁合金基體11，對(duì)鋁或鋁合金基體11表面進(jìn)行氬氣等離子體清洗，清洗時(shí)間為5 lOmin。采用磁控濺射法在經(jīng)氬氣等離子體清洗后的鋁或鋁合金基體11上濺鍍一晶態(tài)薄膜層131。該晶態(tài)薄膜層131為CrON層或AlON層。形成晶態(tài)薄膜層131的具體操作方法及工藝參數(shù)為設(shè)置第一靶材23的功率為5 SkW ;以氮?dú)饧把鯕鉃榉磻?yīng)氣體，氮?dú)獾牧髁繛?0 40sccm,氧氣的流量為40 60sccm,以U1氣為工作氣體,U1氣流量為130 200sccm ；其中，氮?dú)馀c氮?dú)?、氧氣及氬氣的總和的分壓比? 20%，氧氣與氮?dú)狻⒀鯕饧皻鍤獾目偤偷姆謮罕葹?5 40%。濺鍍時(shí)對(duì)鋁或鋁合金基體11施加-100 -200V的偏壓，并加熱所述鍍膜室21至溫度為100 150，鍍膜時(shí)間可為30 150min。該晶態(tài)薄膜層131的厚 度可為300 800nm。濺射完成該晶態(tài)薄膜層131后，關(guān)閉所述第一靶材23的電源。于所述晶態(tài)薄膜層131上濺射一非晶態(tài)薄膜層133。該非晶態(tài)薄膜層133為SiO2層或Al2O3層。形成非晶態(tài)薄膜層133的具體操作方法及工藝參數(shù)為以第二靶材24為靶材，其第二靶材24的功率為6 8kW ;以氧氣為反應(yīng)氣體，氧氣的流量為50 150SCCm，以IS氣為工作氣體，気氣流量為130 200ccm ;其中，氧氣與氧氣及IS氣的總和的分壓比為30 90%。濺鍍時(shí)對(duì)鋁或鋁合金基體11施加-100 -200V的偏壓，并加熱所述鍍膜室21至溫度為100 150，鍍膜時(shí)間可為20 70min。該晶態(tài)薄膜層131的厚度可為300 600nm。濺射完成該晶態(tài)薄膜層131后，關(guān)閉所述第二靶材24的電源。于所述非晶態(tài)薄膜層133上再濺射一晶態(tài)薄膜層131。濺射該晶態(tài)薄膜層131的參數(shù)與濺射上述晶態(tài)薄膜層131的相同。關(guān)閉負(fù)偏壓、第一靶材23電源，停止通入氬氣、氮?dú)饧把鯕?，待所述晶態(tài)薄膜層131冷卻后，向鍍膜內(nèi)通入空氣，打開(kāi)鍍膜室門(mén)，取出鍍覆有晶態(tài)薄膜層131及非晶態(tài)薄膜層133的鋁或鋁合金基體11。經(jīng)上述方式形成的晶態(tài)薄膜層131以柱狀晶形態(tài)生長(zhǎng)，而非晶態(tài)薄膜層133是以無(wú)序形態(tài)生長(zhǎng)。由于晶態(tài)薄膜層131與非晶態(tài)薄膜層133膜層生長(zhǎng)方式不同，形成于二所述晶態(tài)薄膜層131之間的一非晶態(tài)薄膜層133可隔斷二所述晶態(tài)薄膜層131之間連通的柱狀晶間孔隙及位錯(cuò)等缺陷，即隔斷了鋁或鋁合金基體11與晶態(tài)薄膜層131的通道，使腐蝕性氣體或液體難以由外界滲入到達(dá)鋁或鋁合金基體11，進(jìn)而使所述鋁或鋁合金基體11與所述晶態(tài)薄膜層131或/和非晶態(tài)薄膜層133之間不易發(fā)生電偶腐蝕，如此，大大提高了所述鋁或鋁合金基體11的耐腐蝕性。此外，由于所述晶態(tài)薄膜層131在其形成過(guò)程中可形成Cr-O與Cr-N的兩相化合物或Al-O與Al-N的兩相化合物，上述兩相化合物的形成可相互抑制各相晶粒的生長(zhǎng)，從而可降低各相晶粒的尺寸，使得所述晶態(tài)薄膜層131的致密性增強(qiáng)，可進(jìn)一步提高所述殼體10的耐腐蝕性。下面通過(guò)實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說(shuō)明。實(shí)施例I
本實(shí)施例所使用的真空鍍膜機(jī)20為中頻磁控濺射鍍膜機(jī)，為深圳南方創(chuàng)新真空技術(shù)有限公司生產(chǎn)，型號(hào)為SM-1100H。等離子體清洗氬氣流量為500SCCm，鋁或鋁合金基體11的偏壓為-500V，等離子體清洗時(shí)間為8min。濺鍍晶態(tài)薄膜層131 :第一靶材23為鉻靶，其功率為6kW ;氮?dú)饬髁繛?0sCCm，氧氣流量為40sccm，氬氣流量為180sccm ;氮?dú)馀c氮?dú)?、氧氣及氬氣的總和的分壓比?%，氧氣與氮?dú)狻⒀鯕饧皻鍤獾目偤偷姆謮罕葹?7%。鋁或鋁合金基體11的偏壓為-150V，鍍膜溫度為120°C，鍍膜時(shí)間為60min，晶態(tài)薄膜層131的厚度為500nm。濺鍍非晶態(tài)薄膜層133 :第二靶材24為硅靶，其的功率為6kW ;氧氣流量為80ccm，氬氣流量為180sCCm ;氧氣與氧氣及氬氣的總和的分壓比為30%。鋁或鋁合金基體11的偏壓為-150V，鍍膜溫度為120°C，鍍膜時(shí)間為70min，晶態(tài)薄膜層131的厚度為400nm。 按上述晶態(tài)薄膜層131的濺鍍方式于所述非晶態(tài)薄膜層133上再濺射一晶態(tài)薄膜層 131。實(shí)施例2 本實(shí)施例所使用的真空鍍膜機(jī)20與實(shí)施例I中使用的相同。等離子體清洗氬氣流量為500SCCm，鋁或鋁合金基體11的偏壓為-600V，等離子體清洗時(shí)間為5min。濺鍍晶態(tài)薄膜層131 :第一靶材23為鋁靶，其功率為8kW ;氮?dú)饬髁繛?0sCCm，氧氣流量為60sccm,気氣流量為150sccm ;其中，氮?dú)馀c氮?dú)?、氧氣及気氣的總和的分壓比?2. 5%，氧氣與氮?dú)狻⒀鯕饧皻鍤獾目偤偷姆謮罕葹?5%。鋁或鋁合金基體11的偏壓為-200V，鍍膜溫度為150°C，鍍膜時(shí)間為90min，晶態(tài)薄膜層131的厚度為300nm。濺鍍非晶態(tài)薄膜層133 :第二靶材24為硅靶，其功率為8kW ;氧氣流量為lOOsccm，氬氣流量為150sCCm ;氧氣與氧氣及氬氣的總和的分壓比為40%。鋁或鋁合金基體11的偏壓為-150V，鍍膜溫度為150°C，鍍膜時(shí)間為60min，晶態(tài)薄膜層131的厚度為350nm。按上述晶態(tài)薄膜層131的濺鍍方式于所述非晶態(tài)薄膜層133上再濺射一晶態(tài)薄膜層 131。鹽霧試驗(yàn)將上述制得的殼體10進(jìn)行鹽霧測(cè)試，具體測(cè)試方法及結(jié)果如下進(jìn)行35°C中性鹽霧(NaCl濃度為5% )測(cè)試。結(jié)果表明，由本發(fā)明實(shí)施例I和實(shí)施例2的方法所制備的殼體10在96小時(shí)后才出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，且96小時(shí)時(shí)形成于鋁或鋁合金基體11表面的晶態(tài)薄膜層131及非晶態(tài)薄膜層133均完好、未發(fā)生脫落現(xiàn)象?？梢?jiàn)，所述殼體10具有良好的耐腐蝕性。
權(quán)利要求
1.一種殼體，包括鋁或鋁合金基體及形成于該鋁或鋁合金基體上的復(fù)合防護(hù)層，其特征在于所述復(fù)合防護(hù)層包括二晶態(tài)薄膜層及一非晶態(tài)薄膜層，所述非晶態(tài)薄膜層形成于二晶態(tài)薄膜層之間，所述晶態(tài)薄膜層直接與鋁或鋁合金基體結(jié)合。
2.如權(quán)利要求I所述的殼體，其特征在于所述晶態(tài)薄膜層為氮氧化鉻層或氮氧化鋁層。
3.如權(quán)利要求2所述的殼體，其特征在于所述晶態(tài)薄膜層的厚度為300 800nm。
4.如權(quán)利要求I所述的殼體，其特征在于所述非晶態(tài)薄膜層為二氧化硅層或氧化鋁層。
5.如權(quán)利要求4所述的殼體，其特征在于所述非晶態(tài)薄膜層的厚度為300 600nm。
6.如權(quán)利要求I所述的殼體，其特征在于所述晶態(tài)薄膜層及非晶態(tài)薄膜層分別通過(guò)真空鍍膜的方式形成。
7.一種殼體的制造方法，其包括如下步驟 提供鋁或鋁合金基體； 通過(guò)真空鍍膜的方式，于該鋁或鋁合金基體的表面形成復(fù)合防護(hù)層，所述復(fù)合防護(hù)層包括二晶態(tài)薄膜層及一非晶態(tài)薄膜層，所述非晶態(tài)薄膜層形成于二晶態(tài)薄膜層之間，所述晶態(tài)薄膜層直接與鋁或鋁合金基體結(jié)合。
8.如權(quán)利要求7所述的殼體的制造方法，其特征在于所述晶態(tài)薄膜層為氮氧化鉻層或氮氧化鋁層。
9.如權(quán)利要求8所述的殼體的制造方法，其特征在于形成所述晶態(tài)薄膜層的步驟以如下方式進(jìn)行選擇Cr及Al中的任一種為靶材，設(shè)置其功率為5 SkW ;以氮?dú)饧把鯕鉃榉磻?yīng)氣體，氮?dú)獾牧髁繛?0 40sccm，氧氣的流量為40 60sccm，以氬氣為工作氣體，氬氣流量為130 200sccm ;氮?dú)馀c氮?dú)?、氧氣及氬氣的總和的分壓比? 20%，氧氣與氮?dú)?、氧氣及氬氣的總和的分壓比?5 40%，施加于鋁或鋁合金基體的偏壓為-100 -200V，鍍膜溫度為100 150°C，鍍膜時(shí)間為30 150min。
10.如權(quán)利要求8所述的殼體的制造方法，其特征在于形成所述非晶態(tài)薄膜層的步驟為選擇Si Al中的任一種為靶材，設(shè)置其功率為6 8kW ;以氧氣為反應(yīng)氣體，氧氣的流量為50 150sccm,以U1氣為工作氣體，U1氣流量為130 200sccm,氧氣與氧氣及気氣的總和的分壓比為30 90% ;施加于鋁或鋁合金基體的偏壓為-100 -200V，鍍膜溫度為100 150°C，鍍膜時(shí)間為20 70min。
全文摘要
本發(fā)明提供一種殼體，該殼體包括鋁或鋁合金基體及形成于該鋁或鋁合金基體上的復(fù)合防護(hù)層，所述復(fù)合防護(hù)層包括二晶態(tài)薄膜層及一非晶態(tài)薄膜層，所述非晶態(tài)薄膜層形成于二晶態(tài)薄膜層之間，所述晶態(tài)薄膜層直接與鋁或鋁合金基體結(jié)合。本發(fā)明還提供了所述殼體的制造方法。
文檔編號(hào)C23C14/06GK102732824SQ20111008119
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者張新倍, 蔣煥梧, 陳文榮, 陳正士, 馬楠 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司