一種銅基材表面鍍層結(jié)構(gòu)及其制備方法
【專利摘要】一種銅基材表面鍍層結(jié)構(gòu)及其制備方法，涉及金屬表面處理。所述銅基材表面鍍層結(jié)構(gòu)，從銅基材層開始依次為瓦特鎳層、半光鎳層、PVD耐蝕合金層和PVD顏色層。制備方法：銅基材的前處理：將銅基材先進(jìn)行化學(xué)除蠟除油，然后再進(jìn)行電解除油，最后進(jìn)行活化處理；銅基材的電鍍鎳：在前處理后的銅基材上先進(jìn)行瓦特鎳電鍍，然后進(jìn)行半光鎳電鍍；對銅基材的半光鎳層進(jìn)行拉絲處理；將拉絲處理后的銅基材掛到PVD鍍膜用的掛具上進(jìn)行碳?xì)湔婵粘图昂娓商幚?；在碳?xì)湔婵粘图昂娓商幚砗蟮你~基材上依次鍍PVD耐蝕合金層及PVD顏色層?？s短工藝流程，提升生產(chǎn)效率，可提升產(chǎn)品的直通率5%～10%。
【專利說明】一種銅基材表面鍍層結(jié)構(gòu)及其制備方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬表面處理，特別是涉及一種銅基材表面鍍層結(jié)構(gòu)及其制備方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]目前用于衛(wèi)浴、家電等行業(yè)的金屬銅及銅合金的表面鍍鎳?yán)z處理方式為:化學(xué)除蠟除油一電解除油一活化一瓦特鎳一電鍍銅一半光亮鎳一拉絲一化學(xué)除油一光亮鉻—PVD真空鍍膜顏色層。該生產(chǎn)流程中會產(chǎn)生大量的廢水和重金屬離子，比如六價鉻離子會對環(huán)境、人類產(chǎn)生危害，同時該工藝需進(jìn)行三次人工上下掛，生產(chǎn)效率低。
[0003]電鍍鉻之危害:對人體皮膚的損害六價鉻化合物對皮膚有刺激和過敏作用。在接觸鉻酸鹽、鉻酸霧的部位，如手、腕、前臂、頸部等處可能出現(xiàn)皮炎。六價鉻經(jīng)過切口和擦傷處進(jìn)入皮膚，會因腐蝕作用而引起鉻潰瘍(又稱鉻瘡)。六價鉻對呼吸系統(tǒng)的損害，主要是鼻中隔膜穿孔、咽喉炎和肺炎。對內(nèi)臟的損害六價鉻經(jīng)消化道侵入，會造成味覺和嗅覺減退，以至消失。劑量小時也會腐蝕內(nèi)臟；引起腸胃功能降低，出現(xiàn)胃痛，甚至腸胃道潰瘍，對肝臟還可能造成不良影響。三價鉻對人體的肺有一定的傷害，試驗證明，三價鉻的毒性是六價鉻的1%。
[0004]現(xiàn)有的銅及銅合金電鍍中存在以下問題，如需電鍍銅及電鍍鉻，電鍍銅會導(dǎo)致整個電鍍層的耐蝕性差，需要鍍上厚厚鎳層進(jìn)行耐蝕性保護(hù)，電鍍六價鉻，非常不環(huán)保對生產(chǎn)人員及環(huán)境產(chǎn)品極大的危害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有的銅及銅合金電鍍中存在的上述問題，提供可縮短銅基材表面電鍍的生產(chǎn)工藝流程，杜絕電鍍鉻對環(huán)境的危害，同時解決電鍍鉻時產(chǎn)品易被燒焦的問題，大大提升良品率及降低生產(chǎn)成本，節(jié)省資源的一種銅基材表面鍍層結(jié)構(gòu)及其制備方法。
[0006]所述銅基材表面鍍層結(jié)構(gòu)，從銅基材層開始依次為瓦特鎳層、半光鎳層、PVD耐蝕合金層和PVD顏色層；所述瓦特鎳層的厚度為0.5~3 μ m，半光鎳層的厚度為3~10 μ m，PVD耐蝕合金層的厚度為0.5~2 μ m，PVD顏色層的厚度為0.1~0.3 μ m ;所述耐蝕合金為鋯硅合金(鋯硅原子成分為鋯50-98硅2-50)、鉻硅合金(鉻硅原子成分為鉻50-98硅2-50)、鎳鉻合金(鎳鉻原子成分為鎳50-95鉻5-50)、鈦硅合金(鈦硅原子成分為鈦50-98硅2-50)等中的至少一種。
[0007]所述銅基材表面鍍層結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟:
[0008]I)銅基材的前處理:將銅基材先進(jìn)行化學(xué)除蠟除油，然后再進(jìn)行電解除油，最后進(jìn)行活化處理；
[0009]2)銅基材的電鍍鎳:在前處理后的銅基材上先進(jìn)行瓦特鎳電鍍，然后進(jìn)行半光鎳電鍍；
[0010]3)對銅基材的半光鎳層進(jìn)行拉絲處理；[0011]4)將拉絲處理后的銅基材掛到PVD鍍膜用的掛具上進(jìn)行碳?xì)湔婵粘图昂娓商幚恚?br> [0012]5)在碳?xì)湔婵粘图昂娓商幚砗蟮你~基材上依次鍍PVD耐蝕合金層及PVD顏色層。
[0013]在步驟I)中，所述銅基材是指銅及銅合金的基材；所述銅基材的前處理按照目前公知的處理方式進(jìn)行化學(xué)除蠟除油、電解除油和活化處理。
[0014]在步驟2)中，所述進(jìn)行瓦特鎳電鍍，采用公知的瓦特鎳配方進(jìn)行電鍍；所述進(jìn)行半光鎳電鍍，是采用公知的半光鎳配方進(jìn)行電鍍。
[0015]在步驟3 )中，所述拉絲處理，可采用自動或者人工拉絲方式進(jìn)行拉絲處理，拉絲機(jī)的轉(zhuǎn)速為600?1200r/min ;拉絲輪可為尼龍輪、飛翼輪等中的至少一種。
[0016]在步驟4)中，所述碳?xì)湔婵粘偷臅r間可為3?8min，烘干處理的時間可為5?lOmin，烘干處理的溫度可為120?130°C。
[0017]在步驟5)中，所述在碳?xì)湔婵粘图昂娓商幚砗蟮你~基材上依次鍍PVD耐蝕合金層及PVD顏色層的具體步驟可為:
[0018](I)抽真空，當(dāng)真空度達(dá)到2X10_2Pa時，進(jìn)行等離子輝光處理，離子源的電流為
0.7?1A，偏壓為150?200V,占空比為20?50%，氬氣流速為100?200SCCM,時間為5?IOmin ；
[0019](2)抽真空，當(dāng)真空度到達(dá)到(3?9) X KT3Pa時，進(jìn)行濺射PVD耐蝕合金層，所述濺射PVD耐蝕合金層的工藝條件可采用中頻脈沖或直流電源，電源電流為10?50A，沉積時間為10?40min，偏壓為120?180V，占空比為20%?50%，氬氣流速為60?200SCCM，氮氣流速為O?100SCCM ;所述PVD耐蝕合金層的靶材可采用鋯硅合金靶材、鉻硅合金靶材、鎳鉻合金靶材、鈦硅合金靶材等中的至少一種，所述濺射PVD耐蝕合金層是鋯靶與硅靶同時濺射沉積，或者鉻靶與硅靶同時濺射沉積，或者鎳靶與鉻靶同時濺射沉積，或者鈦靶與硅靶同時濺射沉積。
[0020](3)鍍膜完P(guān)VD耐蝕合金層后，繼續(xù)抽真空3?5min，然后進(jìn)行鍍PVD顏色層，所述鍍PVD顏色層的工藝為:多弧電源電流為70?120A，沉積時間為2?5min，偏壓為80?100V，占空比為40%?80%，氬氣流速為20?200SCCM，氮氣氣流速為O?200SCCM，乙炔氣體流速為O?150SCCM，氧氣流速為O?150SCCM，所述PVD顏色層的金屬靶材可采用純鋯99.99%、純鈦99.99%,純鉻99.99%等中的一種。
[0021]在PVD耐蝕合金層和PVD顏色層之間，根據(jù)工藝要求采用PVD鍍膜過渡層，鍍膜時間為I?5min，同樣根據(jù)PVD耐蝕合金層的鍍種不同，還需在PVD等離子體輝光后與PVD耐蝕合金層之間鍍過渡層，鍍膜時間為I?5min，其目的是增強(qiáng)各層之間的結(jié)合力及降低各層之間的應(yīng)力。
[0022]在PVD耐蝕合金層和PVD顏色層之間，根據(jù)工藝要求采用PVD鍍膜過渡層，工藝為直流濺射鉻硅合金，電源電流為1A，多弧鍍鋯，電流為100A，沉積時間為5min，偏壓為100V，占空比為38%，氬氣流速為100SCCM ;同樣根據(jù)PVD耐蝕合金層的鍍種不同，還需在PVD等離子體輝光后與PVD耐蝕合金層之間鍍過渡層，過渡層工藝為:直流濺射鍍膜鉻，電流為2k,偏壓為100V，占空比為38%，氬氣流速為100SCCM，鍍膜時間為5min，其目的是增強(qiáng)各層之間的結(jié)合力及降低各層之間的應(yīng)力。[0023]本發(fā)明的優(yōu)勢在于:
[0024]I)簡化現(xiàn)有的銅基材電鍍鎳?yán)z類產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程，省掉了銅基材電鍍鎳?yán)z工藝中的電鍍銅，縮短工藝流程。
[0025]2)采用PVD鍍膜技術(shù)取代現(xiàn)有的電鍍鉻技術(shù)，省掉了電鍍鉻工序，同時使得整個工藝流程中減少了一次產(chǎn)品轉(zhuǎn)掛，大大提升了生產(chǎn)效率及可提升產(chǎn)品的直通率5%~10%。
[0026]3)本發(fā)明的PVD鍍膜技術(shù)使得產(chǎn)品的性能能夠滿足目前衛(wèi)浴領(lǐng)域高端客戶的產(chǎn)品性能要求，能夠通過按照衛(wèi)浴行業(yè)標(biāo)準(zhǔn):
[0027]A、CASS (防腐蝕測試 ASTM B368-09)-----8h;
[0028]B、AASS (鹽霧測試 ASTM G85-9)--------96h。
【具體實施方式】
[0029]實施例1:
[0030]一種銅基材表面鍍層結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)從銅基材層開始依次為瓦特鎳層，厚度為
0.5 μ m,半光鎳層，厚度為10 μ m, PVD耐蝕合金層，厚度為0.5 μ m,耐蝕合金可為錯娃合金(鋯硅原子成分為鋯98硅2)、PVD顏色層，厚度為0.3 μ m，顏色層為氮化鋯。
[0031]一種銅基材表面鍍層結(jié)構(gòu)的制備方法如下:
[0032]第一步銅基材的前處理:化學(xué)除蠟除油一電解除油一活化；銅基材的前處理按照目前公知的處理方式進(jìn)行化`學(xué)除蠟除油、電解除油和活化處理，銅基材是指銅合金的基材。
[0033]第二步銅基材的電鍍鎳:銅基材第一步前處理后進(jìn)瓦特鎳電鍍一半光亮鎳；進(jìn)行瓦特鎳電鍍，采用公知的瓦特鎳配方進(jìn)行電鍍，瓦特鎳的厚度控制為0.5μπι，然后再進(jìn)行半光鎳電鍍，采用公知的半光鎳配方進(jìn)行電鍍，半光鎳的厚度控制在10 μ m。
[0034]第三步拉絲處理:對銅基材的電鍍鎳層采用自動設(shè)備進(jìn)行拉絲處理；拉絲機(jī)的轉(zhuǎn)速為1200r/min ;拉絲輪可為尼龍輪。
[0035]第四步碳?xì)湔婵粘?將銅電鍍鎳?yán)z件掛到PVD鍍膜用的掛具上進(jìn)行碳?xì)湔婵粘图昂娓商幚恚蜁r間為8min，真空烘干時間lOmin，烘干溫度為120°C。
[0036]第五步進(jìn)行PVD鍍耐蝕合金層及顏色層:將第四步處理后的銅基材電鍍鎳?yán)z件及PVD鍍膜用的掛具直接掛進(jìn)PVD爐中進(jìn)行PVD鍍耐蝕合金層及顏色層，具體步驟、工藝如下:(1)抽真空，當(dāng)真空度到達(dá)2X10_2Pa時進(jìn)行等離子輝光處理，其工藝為離子源電流
0.1 K,偏壓200V，占空比20%，氬氣流速100SCCM，時間5min，以達(dá)到進(jìn)一步清洗潔凈之目的；(2)進(jìn)行抽真空，當(dāng)真空度到達(dá)9X 10_3Pa時，進(jìn)行PVD濺射合金耐蝕層，所述濺射沉積金屬層的工藝條件可為采用直流電源，電源電流10A，沉積時間20min，偏壓180V，占空比50%，氬氣流速200SCCM，所述PVD合金耐蝕層的靶材可采用鋯硅合金靶材。(3)鍍膜完P(guān)VD合金耐蝕層后，繼續(xù)抽真空3~5min，然后進(jìn)行鍍PVD顏色層，所述鍍PVD顏色層其工藝為，多弧電源電流120A，沉積時間5min，偏壓80V，占空比40%，氬氣流速20SCCM，氮氣氣流速200SCCM，所述PVD顏色層的金屬靶材可采用純鋯99.99%。
[0037]本發(fā)明實施例1的產(chǎn)品按照衛(wèi)浴行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試:
[0038]A、CASS (防腐蝕測試 ASTM B368-09)-----8h;
[0039]B、AASS (鹽霧測試 ASTM G85-9)--------96h。
[0040]結(jié)果表明都能夠通過上述兩項測試標(biāo)準(zhǔn)。[0041]實施例2:
[0042]一種銅基材表面鍍層結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)從銅基材層開始依次為瓦特鎳層，厚度為3 μ m,半光鎳層，厚度為3 μ m, PVD耐蝕合金層,厚度為2 μ m,耐蝕合金可為鉻娃合金(錯娃原子成分為鉻98硅2)，PVD顏色層，厚度為0.1 μ m，顏色層為氮碳化鋯。
[0043]一種銅基材表面鍍層結(jié)構(gòu)的制備方法如下:
[0044]第一步銅基材的前處理:化學(xué)除蠟除油一電解除油一活化；銅基材的前處理按照目前公知的處理方式進(jìn)行化學(xué)除蠟除油、電解除油和活化處理，銅基材是指無鉛銅的基材。
[0045]第二步銅基材的電鍍鎳:銅基材第一步前處理后進(jìn)瓦特鎳電鍍一半光亮鎳；進(jìn)行瓦特鎳電鍍，采用公知的瓦特鎳配方進(jìn)行電鍍，瓦特鎳的厚度控制為3 μ m，然后再進(jìn)行半光鎳電鍍，采用公知的半光鎳配方進(jìn)行電鍍，半光鎳的厚度控制在3 μ m。
[0046]第三步拉絲處理:對銅基材的電鍍鎳層采用人工進(jìn)行拉絲處理，拉絲機(jī)的轉(zhuǎn)速為600r/min ;拉絲輪可為飛翼輪。
[0047]第四步碳?xì)湔婵粘?將銅電鍍鎳?yán)z件上掛到PVD鍍膜用的掛具上進(jìn)行碳?xì)湔婵粘图昂娓商幚?，除油時間為8min，真空烘干時間5min，烘干溫度為130°C。
[0048]第五步進(jìn)行PVD鍍耐蝕合金層及顏色層:將第四步處理后的銅基材電鍍鎳?yán)z件及PVD鍍膜用的掛具直接掛進(jìn)PVD爐中進(jìn)行PVD鍍耐蝕合金層及顏色層；具體步驟、工藝如下:(1)抽真空，當(dāng)真空度到達(dá)2X10_2Pa時進(jìn)行等離子輝光處理，其工藝為離子源電流1A，偏壓150V，占空比50%，氬氣流速200SCCM，時間lOmin，以達(dá)到進(jìn)一步清洗潔凈之目的；(2)進(jìn)行抽真空，當(dāng)真空度到`達(dá)3 X IO-3Pa時，進(jìn)行PVD濺射合金耐蝕層，所述濺射沉積金屬層的工藝條件可為采用中頻脈沖電源，電源電流50A，沉積時間40min，偏壓120V，占空比50%，氬氣流速200SCCM ;所述PVD合金耐蝕層的靶材可采用鉻硅合金靶材。(3)鍍膜完P(guān)VD合金耐蝕層后，繼續(xù)抽真空5min，然后進(jìn)行鍍PVD顏色層，所述鍍PVD顏色層其工藝為，多弧電源電流100A，沉積時間2min，偏壓100V，占空比40%，氬氣流速20SCCM，氮氣氣流速200SCCM，乙炔氣體流速20SCCM，所述PVD顏色層的金屬靶材可采用純鋯99.99%。
[0049]在PVD鍍耐蝕層和顏色之層間，根據(jù)工藝要求還需PVD鍍膜過渡層，工藝為脈沖濺射鉻硅合金，電源電流1A，多弧鍍鋯，電流為100A，沉積時間2min，偏壓100V，占空比38%，氬氣流速100SCCM，同樣根據(jù)耐蝕合金層的鍍種不同，還需在PVD等離子體輝光后與PVD鍍耐蝕合金層之間鍍過渡層，過渡層工藝為:直流濺射鍍鉻，電流為2k,偏壓100V，占空比38%，氬氣流速100SCCM，鍍膜時間為5min，其目的增強(qiáng)各層之間的結(jié)合力及降低各層之間的應(yīng)力。
[0050]本發(fā)明實施例2的產(chǎn)品按照衛(wèi)浴行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試:
[0051 ] A、CASS (防腐蝕測試 ASTM B368-09)-----8h;
[0052]B、AASS (鹽霧測試 ASTM G85-9)--------96h。
[0053]結(jié)果表明都能夠通過上述兩項測試標(biāo)準(zhǔn)。
[0054]實施例3:
[0055]一種銅基材表面鍍層結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)從銅基材層開始依次為瓦特鎳層，厚度為I μ m，半光鎳層，厚度為4 μ m, PVD耐蝕合金層,厚度為I μ m,耐蝕合金可為鉻娃合金(鉻娃原子成分為鉻50硅50)、PVD顏色層，厚度為0.2 μ m，顏色層為氧化鋯。
[0056]一種銅基材表面鍍層結(jié)構(gòu)的制備方法如下:[0057]第一步銅基材的前處理:化學(xué)除蠟除油一電解除油一活化；銅基材的前處理按照目前公知的處理方式進(jìn)行化學(xué)除蠟除油、電解除油和活化處理，銅基材是指銅合金的基材。
[0058]第二步銅基材的電鍍鎳:銅基材第一步前處理后進(jìn)瓦特鎳電鍍一半光亮鎳；進(jìn)行瓦特鎳電鍍，采用公知的瓦特鎳配方進(jìn)行電鍍，瓦特鎳的厚度控制為I μ m，然后再進(jìn)行半光鎳電鍍，采用公知的半光鎳配方進(jìn)行電鍍，半光鎳的厚度控制在4 μ m。
[0059]第三步拉絲處理:對銅基材的電鍍鎳層采用自動設(shè)備進(jìn)行拉絲處理；拉絲機(jī)的轉(zhuǎn)速為1000r/min ;拉絲輪可為尼龍輪。
[0060]第四步碳?xì)湔婵粘?將銅電鍍鎳?yán)z件上掛到PVD鍍膜用的掛具上，進(jìn)行碳?xì)湔婵粘图昂娓商幚恚蜁r間為5min，真空烘干時間8min，烘干溫度為120°C。
[0061]第五步進(jìn)行PVD鍍耐蝕合金層及顏色層:將第四步處理后的銅基材電鍍鎳?yán)z件及PVD鍍膜用掛具直接掛進(jìn)PVD爐中進(jìn)行PVD鍍耐蝕合金層及顏色層；具體步驟、工藝如下:(1)抽真空，當(dāng)真空度到達(dá)2X10_2Pa時進(jìn)行等離子輝光處理，其工藝為離子源電流
0.8A，偏壓180V，占空比30%，氬氣流速150SCCM，時間6min，以達(dá)到進(jìn)一步清洗潔凈之目的；(2)進(jìn)行抽真空，當(dāng)真空度到達(dá)7X 10_3Pa時，進(jìn)行PVD濺射合金耐蝕層，所述濺射沉積金屬層的工藝條件可為采用中頻脈沖和直流電源，中頻脈沖電源電流10A，濺射靶材為純硅革巴，占空比50%，直流電源電流10A，濺射靶材為純鉻靶，沉積時間28min，偏壓120，氬氣流速60SCCM，氮氣流速100SCCM ;(3)鍍膜完P(guān)VD合金耐蝕層后，繼續(xù)抽真空3min，然后進(jìn)行鍍PVD顏色層，所述鍍PVD顏色層其工藝為，多弧電源電流100A，沉積時間2.5min，偏壓100V，占空比40%， 氬氣流速50SCCM，氧氣氣體流速150SCCM，所述PVD顏色層的金屬靶材可采用純,告 99.99%ο
[0062]在PVD鍍耐蝕層和顏色之層間，根據(jù)工藝要求還需PVD鍍膜過渡層，工藝為直流濺射鉻，電源電流10A，多弧鍍鋯，電流為100A，沉積時間2min，偏壓100V，占空比38%，氬氣流速100SCCM，同樣根據(jù)耐蝕合金層的鍍種不同，還需在PVD等離子體輝光后與PVD鍍耐蝕合金層之間鍍過渡層，過渡層工藝為:直流濺射鍍膜鉻，電流為5A，偏壓100V，占空比38%，氬氣流速100SCCM，鍍膜時間為5min，其目的增強(qiáng)各層之間的結(jié)合力及降低各層之間的應(yīng)力。
[0063]本發(fā)明實施例3的產(chǎn)品按照衛(wèi)浴行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試:
[0064]A、CASS (防腐蝕測試 ASTM B368-09)-----8h;
[0065]B、AASS (鹽霧測試 ASTM G85-9)--------96h。
[0066]結(jié)果表明都能夠通過上述兩項測試標(biāo)準(zhǔn)。
[0067]實施例4:
[0068]一種銅基材表面鍍層結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)從銅基材層開始依次為瓦特鎳層，厚度為2 μ m,半光鎳層，厚度為5 μ m, PVD耐蝕合金層,厚度為0.5 μ m,耐蝕合金可為鈦娃合金(鈦娃原子成分為鈦90硅10)、PVD顏色層，厚度為0.3 μ m，顏色層為氮化鈦。
[0069]一種銅基材表面鍍層結(jié)構(gòu)的制備方法如下:
[0070]第一步銅基材的前處理:化學(xué)除蠟除油一電解除油一活化；銅基材的前處理按照目前公知的處理方式進(jìn)行化學(xué)除蠟除油、電解除油和活化處理，銅基材是指無鉛銅的基材。
[0071]第二步銅基材的電鍍鎳:銅基材第一步前處理后進(jìn)瓦特鎳電鍍一半光亮鎳；進(jìn)行瓦特鎳電鍍，采用公知的瓦特鎳配方進(jìn)行電鍍，瓦特鎳的厚度控制為2 μ m，然后再進(jìn)行半光鎳電鍍，采用公知的半光鎳配方進(jìn)行電鍍，半光鎳的厚度控制在5 μ m。[0072]第三步拉絲處理:對銅基材的電鍍鎳層采用人工進(jìn)行拉絲處理；拉絲機(jī)的轉(zhuǎn)速為600~800r/min ;拉絲輪可為飛翼輪。
[0073]第四步碳?xì)湔婵粘?將銅電鍍鎳?yán)z件上掛到PVD鍍膜用的掛具上，進(jìn)行碳?xì)湔婵粘图昂娓商幚?，除油時間為6min，真空烘干時間問6min，烘干溫度為130°C。
[0074]第五步進(jìn)行PVD鍍耐蝕合金層及顏色層:將第四步處理后的銅基材電鍍鎳?yán)z件及PVD鍍膜的掛具直接掛進(jìn)PVD爐中進(jìn)行PVD鍍耐蝕合金層及顏色層；具體步驟、工藝如下:(I)抽真空，當(dāng)真空度到達(dá)2 X IO-2Pa時進(jìn)行等離子輝光處理，其工藝為離子源電流
0.7A，偏壓150V，占空比30%，氬氣流速150SCCM，時間5min，以達(dá)到進(jìn)一步清洗潔凈之目的；
(2)進(jìn)行抽真空，當(dāng)真空度到達(dá)5X 10_3Pa時，進(jìn)行PVD濺射合金耐蝕層，所述濺射沉積金屬層的工藝條件可為采用直流電源，電源電流30A，沉積時間lOmin，偏壓180V，占空比20%，氬氣流速120SCCM，所述PVD合金耐蝕層的靶材可采用鈦硅合金靶材。(3)鍍膜完P(guān)VD合金耐蝕層后，繼續(xù)抽真空4min，然后進(jìn)行鍍PVD顏色層，所述鍍PVD顏色層其工藝為，多弧電源電流70A，沉積時間5min，偏壓90V，占空比50%，氬氣流速100SCCM，氮氣氣流速100SCCM，所述PVD顏色層的金屬靶材可采用純鈦99.99%。
[0075]本發(fā)明實施例4的產(chǎn)品按照衛(wèi)浴行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試:
[0076]A、CASS (防腐蝕測試 ASTM B368-09)-----8h;
[0077]B、AASS (鹽霧測試 ASTM G85-9)--------96h。
[0078]結(jié)果表明都能夠 通過上述兩項測試標(biāo)準(zhǔn)。
[0079]實施例5:
[0080]一種銅基材表面鍍層結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)從銅基材層開始依次為瓦特鎳層，厚度為
1.5 μ m,半光鎳層，厚度為8μηι, PVD耐蝕合金層，厚度為0.9 μ m,耐蝕合金可為鎳鉻合金(鎳鉻原子成分為鎳80鉻20)，PVD顏色層，厚度為0.2 μ m，顏色層為純鉻色。
[0081]一種銅基材表面鍍層結(jié)構(gòu)的制備方法如下:
[0082]第一步銅基材的前處理:化學(xué)除蠟除油一電解除油一活化；銅基材的前處理按照目前公知的處理方式進(jìn)行化學(xué)除蠟除油、電解除油和活化處理，銅基材是指銅合金的基材。
[0083]第二步銅基材的電鍍鎳:銅基材第一步前處理后進(jìn)瓦特鎳電鍍一半光亮鎳；進(jìn)行瓦特鎳電鍍，采用公知的瓦特鎳配方進(jìn)行電鍍，瓦特鎳的厚度控制為1.5μπι，然后再進(jìn)行半光鎳電鍍，采用公知的半光鎳配方進(jìn)行電鍍，半光鎳的厚度控制在8 μ m。
[0084]第三步拉絲處理:對銅基材的電鍍鎳層采用自動設(shè)備進(jìn)行拉絲處理，拉絲機(jī)的轉(zhuǎn)速為800r/min ;拉絲輪可為尼龍輪。
[0085]第四步碳?xì)湔婵粘?將銅電鍍鎳?yán)z件上掛到PVD鍍膜用的掛具上，進(jìn)行碳?xì)湔婵粘图昂娓商幚?，除油時間為5min，真空烘干時間lOmin，烘干溫度為130°C。
[0086]第五步進(jìn)行PVD鍍耐蝕合金層及顏色層:將第四步處理后的銅基材電鍍鎳?yán)z件及PVD鍍膜用的掛具直接掛進(jìn)PVD爐中進(jìn)行PVD鍍耐蝕合金層及顏色層；具體步驟、工藝如下:(1)抽真空，當(dāng)真空度到達(dá)2X10_2Pa時進(jìn)行等離子輝光處理，其工藝為離子源電流1A，偏壓150V，占空比50%，氬氣流速200SCCM，時間6min，以達(dá)到進(jìn)一步清洗潔凈之目的；(2)進(jìn)行抽真空，當(dāng)真空度到達(dá)9 X IO-3Pa時，進(jìn)行PVD濺射合金耐蝕層，所述濺射沉積金屬層的工藝條件可為采用直流電源，電源電流15A，沉積時間40min，偏壓180V，占空比50%，氬氣流速100SCCM，所述PVD合金耐蝕層的靶材可采用鎳鉻合金靶材。(3)鍍膜完P(guān)VD合金耐蝕層后，繼續(xù)抽真空3min，然后進(jìn)行鍍PVD顏色層，所述鍍PVD顏色層其工藝為，多弧電源電流70A，沉積時間5min，偏壓100V，占空比50%，氬氣流速120SCCM，所述PVD顏色層的金屬靶材可采用純鉻99.99%。
[0087]本發(fā)明實施例5的產(chǎn)品按照衛(wèi)浴行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試:
[0088]A、CASS (防腐蝕測試 ASTM B368-09)-----8h;
[0089]B、AASS (鹽霧測試 ASTM G85-9)--------96h。
[0090]結(jié)果表明都能夠通過上述兩項測試標(biāo)準(zhǔn)。
[0091]實施例6:
[0092]一種銅基材表面鍍層結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)從銅基材層開始依次為瓦特鎳層，厚度為
1.5 μ m，半光鎳層，厚度為5 μ m, PVD耐蝕合金層，厚度為I μ m,耐蝕合金可為鉻硅合金(鉻硅原子成分為鉻10硅10)、PVD顏色層，厚度為0.3 μ m，顏色層為氮碳化鋯。
[0093]一種銅基材表面鍍層結(jié)構(gòu)的制備方法如下:
[0094]第一步銅基材的前處理:化學(xué)除蠟除油一電解除油一活化；銅基材的前處理按照目前公知的處理方式 進(jìn)行化學(xué)除蠟除油、電解除油和活化處理，銅基材是指銅合金的基材。
[0095]第二步銅基材的電鍍鎳:銅基材第一步前處理后進(jìn)瓦特鎳電鍍一半光亮鎳；進(jìn)行瓦特鎳電鍍，采用公知的瓦特鎳配方進(jìn)行電鍍，瓦特鎳的厚度控制為1.5μπι，然后再進(jìn)行半光鎳電鍍，采用公知的半光鎳配方進(jìn)行電鍍，半光鎳的厚度控制在5 μ m。
[0096]第三步拉絲處理:對銅基材的電鍍鎳層采用人工進(jìn)行拉絲處理；拉絲機(jī)的轉(zhuǎn)速為900r/min ;拉絲輪可為尼龍輪。
[0097]第四步碳?xì)湔婵粘?將銅電鍍鎳?yán)z件上掛到PVD鍍膜用的掛具上，進(jìn)行碳?xì)湔婵粘图昂娓商幚?，除油時間為8min，真空烘干時間問lOmin，烘干溫度為130°C。
[0098]第五步進(jìn)行PVD鍍耐蝕合金層及顏色層:將第四步處理后的銅基材電鍍鎳?yán)z件及PVD鍍膜用的掛具直接掛進(jìn)PVD爐中進(jìn)行PVD鍍耐蝕合金層及顏色層；具體步驟、工藝如下:(I)抽真空，當(dāng)真空度到達(dá)2 X IO-2Pa時進(jìn)行等離子輝光處理，其工藝為離子源電流1A，偏壓180V，占空比40%，氬氣流速150SCCM，時間7min，以達(dá)到進(jìn)一步清洗潔凈之目的；(2)進(jìn)行抽真空，當(dāng)真空度到達(dá)6 X IO-3Pa時，進(jìn)行PVD濺射合金耐蝕層，所述濺射沉積金屬層的工藝條件可為采用直流電源，電源電流18A，沉積時間36min，偏壓120V，占空比35%，氬氣流速100SCCM，所述PVD合金耐蝕層的靶材可采用鉻硅合金靶材。(3)鍍膜完P(guān)VD合金耐蝕層后，繼續(xù)抽真空4min，然后進(jìn)行鍍PVD顏色層，所述鍍PVD顏色層其工藝為，多弧電源電流120A，沉積時間5min，偏壓90V，占空比50%，氬氣流速50SCCM，氮氣氣流速150SCCM，乙炔氣體流速50SCCM，所述PVD顏色層的金屬靶材可采用純鋯99.99%。
[0099]在PVD鍍耐蝕層和顏色之層間，根據(jù)工藝要求還需PVD鍍膜過渡層，工藝為直流濺射鉻硅合金，電源電流2A，多弧鍍鋯，電流為100A，沉積時間3min，偏壓100V，占空比38%，氬氣流速150SCCM，同樣根據(jù)耐蝕合金層的鍍種不同，還需在PVD等離子體輝光后與PVD鍍耐蝕合金層之間鍍過渡層，過渡層工藝為:直流濺射鍍鉻，電流為2k,偏壓100V，占空比38%，氬氣流速150SCCM，鍍膜時間為5min，其目的增強(qiáng)各層之間的結(jié)合力及降低各層之間的應(yīng)力。
[0100]本發(fā)明實施例6的產(chǎn)品按照衛(wèi)浴行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試:
[0101]A、CASS (防腐蝕測試 ASTM B368-09)-----8h;[0102]B、AASS (鹽霧測試 ASTM G85-9)--------96h。
[0103]結(jié)果表明都能夠通過上 述兩項測試標(biāo)準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種銅基材表面鍍層結(jié)構(gòu)，其特征在于從銅基材層開始依次為瓦特鎳層、半光鎳層、PVD耐蝕合金層和PVD顏色層；所述瓦特鎳層的厚度為0.5~3 μ m，半光鎳層的厚度為3~10 μ m, PVD耐蝕合金層的厚度為0.5~2 μ m，PVD顏色層的厚度為0.1~0.3 μ m。
2.如權(quán)利要求1所述一種銅基材表面鍍層結(jié)構(gòu)，其特征在于所述耐蝕合金為鋯硅合金、鉻硅合金、鎳鉻合金、鈦硅合金中的至少一種。
3.如權(quán)利要求1所述一種銅基材表面鍍層結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 1)銅基材的前處理:將銅基材先進(jìn)行化學(xué)除蠟除油，然后再進(jìn)行電解除油，最后進(jìn)行活化處理； 2)銅基材的電鍍鎳:在前處理后的銅基材上先進(jìn)行瓦特鎳電鍍，然后進(jìn)行半光鎳電鍍； 3)對銅基材的半光鎳層進(jìn)行拉絲處理； 4)將拉絲處理后的銅基材掛到PVD鍍膜用的掛具上進(jìn)行碳?xì)湔婵粘图昂娓商幚恚? 5)在碳?xì)湔婵粘图昂娓商幚砗蟮你~基材上依次鍍PVD耐蝕合金層及PVD顏色層。
4.如權(quán)利要求3所述一種銅基材表面鍍層結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于在步驟I)中，所述銅基材是指銅及銅合金的基材；所述銅基材的前處理按照目前公知的處理方式。
5.如權(quán)利要求3所述一種銅基材表面鍍層結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于在步驟2)中，所述進(jìn)行瓦特鎳電鍍，采用公知的瓦特鎳配方進(jìn)行電鍍；所述進(jìn)行半光鎳電鍍，是采用公知的半光鎳配方進(jìn)行電鍍。
6.如權(quán)利要求3所述一種銅基材表面鍍層結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于在步驟3)中，所述拉絲處理，采用自動或者人工拉絲方式進(jìn)行拉絲處理，拉絲機(jī)的轉(zhuǎn)速為600~1200r/min ;拉絲輪為尼龍輪、飛翼輪中的至少一種。
7.如權(quán)利要求3所述一種銅基材表面鍍層結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于在步驟4)中，所述碳?xì)湔婵粘偷臅r間為3~8min，烘干處理的時間為5~lOmin，烘干處理的溫度為120 ~130°C。
8.如權(quán)利要求3所述一種銅基材表面鍍層結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于在步驟5)中，所述在碳?xì)湔婵粘图昂娓商幚砗蟮你~基材上依次鍍PVD耐蝕合金層及PVD顏色層的具體步驟為: (1)抽真空，當(dāng)真空度達(dá)到2X10_2Pa時，進(jìn)行等離子輝光處理，離子源的電流為0.7~1A，偏壓為150~200V,占空比為20~50%，氬氣流速為100~200SCCM,時間為5~IOmin ； (2)抽真空，當(dāng)真空度到達(dá)到(3~9)X IO-3Pa時，進(jìn)行濺射PVD耐蝕合金層，所述濺射PVD耐蝕合金層的工藝條件是采用中頻脈沖或直流電源，電源電流為10~50A，沉積時間為10~40min，偏壓為120~180V，占空比為20%~50%，氬氣流速為60~200SCCM，氮氣流速為O~100SCCM ;所述PVD耐蝕合金層的靶材是采用鋯硅合金靶材、鉻硅合金靶材、鎳鉻合金靶材、鈦硅合金靶材中的至少一種，所述濺射PVD耐蝕合金層是鋯靶與硅靶同時濺射沉積，或者鉻靶與硅靶同時濺射沉積，或者鎳靶與鉻靶同時濺射沉積，或者鈦靶與硅靶同時濺射沉積； (3)鍍膜完P(guān)VD耐蝕合金層后，繼續(xù)抽真空3~5min，然后進(jìn)行鍍PVD顏色層，所述鍍PVD顏色層的工藝為:多弧電源電流為70~120A，沉積時間為2~5min，偏壓為80~100V，占空比為40%~80%，氬氣流速為20~200SCCM，氮氣氣流速為O~200SCCM，乙炔氣體流速為O~150SCCM，氧氣流速為O~150SCCM顏色層的金屬靶材是采用純鋯99.99%、純鈦99.99%,純鉻99.99%中的一種。
9.如權(quán)利要求3所述一種銅基材表面鍍層結(jié)構(gòu)的制備方法,其特征在于在PVD耐蝕合金層和PVD顏色層之間，根據(jù)工藝要求采用PVD鍍膜過渡層，鍍膜時間為I~5min，在PVD等離子體輝光后與PVD耐蝕合金層之間鍍過渡層，鍍膜時間為I~5min。
10.如權(quán)利要求3所述一種銅基材表面鍍層結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于在PVD耐蝕合金層和PVD顏色層之間，采用PVD鍍膜過渡層，工藝為直流濺射鉻硅合金，電源電流為1A，多弧鍍鋯，電流為100A，沉積時間為5min，偏壓為100V，占空比為38%，氬氣流速為100SCCM ；同樣根據(jù)PVD耐蝕合金層的鍍種不同，還需在PVD等離子體輝光后與PVD耐蝕合金層之間鍍過渡層，過渡層工藝為:直流濺射鍍膜鉻，電流為2A，偏壓為100V，占空比為38%，氬氣流速為100SCCM，鍍膜時間為5min。`
【文檔編號】C23C28/00GK103818048SQ201410072483
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】余水, 張先超, 陳玲, 李明仁 申請人:廈門建霖工業(yè)有限公司