专利名称：镀膜件及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种镀膜件及该镀膜件的制备方法。
背景技术：
铝合金和镁合金具有质量轻、散热性能好等优点，在汽车、航空、通讯、电子、机械等领域应用广泛。然而由于铝和镁的化学活性较高，在空气中容易氧化形成氧化膜，在一般的大气环境下，铝和镁表面的氧化膜能够有效地对铝或镁基体进行保护，但在含有电解质的湿气中，例如海洋表面大气环境，铝和镁合金表面将会出现严重的腐蚀，严重破环制品的外观，同时导致制品使用寿命缩短。耐盐雾侵蚀性能是铝合金和镁合金耐腐蚀性能的一个重要参数，为了提高铝和镁合金的耐盐雾侵蚀性能，通常需要对铝和镁合金表面进行表面成膜处理，常见的处理手段有阳极氧化处理、烤漆等，但这些工艺都存在较大的环境污染问题。而真空镀膜(PVD)技术虽是一种非常环保的镀膜工艺，且可镀制的膜层种类丰富、耐磨性能优异，但PVD工艺沉积的薄膜往往是以柱状晶形态生长，因此膜层存在大量的晶间间隙，导致薄膜致密性不够而无法有效地防止盐雾的侵蚀。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可有效提高铝和镁合金耐盐雾侵蚀性能的镀膜件。另外，还有必要提供一种上述镀膜件的制备方法。一种镀膜件，其包括基体及形成于基体表面的防腐蚀层，该防腐蚀层中含有钨酸锆和氮氧化铝。—种镀膜件的制备方法，其包括如下步骤提供一基体；采用磁控溅射法在该基体表面形成一防腐蚀层，该防腐蚀层中含有钨酸锆和氮氧化铝，使用铝基靶材，该铝基靶材中含有金属铝及钨酸锆，以氮气和氧气为反应气体。本发明镀膜件在所述基体的表面沉积防腐蚀层，该防腐蚀层中含有钨酸锆和氮氧化铝，钨酸锆具有负热膨胀系数，镀膜完成后随着温度的下降，钨酸锆可膨胀填补氮氧化铝微粒间的空隙，使所述防腐蚀层达到更加致密的结构，可有效延缓盐雾对基体的渗透侵蚀，提高基体的抗腐蚀性能。
图1为本发明一较佳实施例镀膜件的剖视图；图2为本发明一较佳实施例真空镀膜机的示意图。主要元件符号说明镀膜件10基体11
防腐蚀层13
真空镀膜机20
镀膜室21
铝基靶材23
轨迹25
真空泵30
具体实施例方式请参阅图1，本发明一较佳实施方式的镀膜件10包括基体11及形成于基体11表面的防腐蚀层13，该防腐蚀层13中含有氮氧化铝(AlON)和钨酸锆(ZrW2O8)，其中钨酸锆的质量百分含量为15 35%。该基体11的材质为纯铝、铝合金、纯镁或镁合金。该防腐蚀层13可以磁控溅射的方式形成。该防腐蚀层13的厚度为0. 5 1. 1 μ m。ZrW2O8具有负热膨胀系数，即具有“热缩冷胀”的性质，故可在溅射后冷却的过程中填补氮氧化铝微粒间的空隙，使所述防腐蚀层13达到致密的结构。本发明一较佳实施方式的镀膜件10的制备方法，其包括以下步骤(a)提供一基体11，该基体11为纯铝、铝合金、纯镁或镁合金。(b)将基体11进行预处理。该预处理包括研磨、电解抛光、用去离子水和无水乙醇对基体11表面进行擦拭及丙酮中超声波清洗等步骤。(c)结合参阅图2，提供一真空镀膜机20，该真空镀膜机20包括一镀膜室21及连接于镀膜室21的一真空泵30，真空泵30用以对镀膜室21抽真空。该镀膜室21内设有转架(未图示)、相对设置的二铝基靶材23及挡板(未图示)。挡板用以在清洗靶材时隔离溅射的粒子溅射至基体11上，其通过电动控制自动打开或关闭。转架带动基体11沿圆形的轨迹25公转，且基体11在沿轨迹25公转时亦自转。所述铝基靶材23中含有金属铝及钨酸锆，其中钨酸锆的质量百分含量为20 40%，剩余的为金属铝。该铝基靶材23的制备采用常规的粉末冶金的方法，按质量百分比为20 40%的钨酸锆粉体以及余量的铝粉混合均勻，冷等静压制成一坯体，再经800 880°C烧结2 证后自然冷却。可用砂纸对上述制备的铝基靶材23进行打磨，以使靶材表面平整。(d)清洗所述铝基靶材23，具体操作为开启挡板，将该镀膜室21抽真空至3. 0X10_5Pa，开启铝基靶材23，调节基体11偏压为-50 -150V，然后向镀膜室21内通入流量为500sCCm(标准状态毫升/分钟)的氩气(纯度为99. 999%),氩气轰击铝基靶材23的表面，溅射lOmin，使靶面的杂质和脏污溅射到挡板上。(e)采用磁控溅射法在基体11上溅镀一防腐蚀层13。如图2所示，将基体11固定于真空镀膜机20的镀膜室21的转架上，加热该镀膜室21至温度为100 120°C;开启二铝基靶材23，设置铝基靶材23的功率为6 8kw，设定施加于基体11的偏压为_50 -150V ；通入工作气体氩气，氩气的流量为100 300sCCm，通入反应气体氮气和氧气，氮气流量为10 20sccm，氧气流量为10 20sccm，镀膜时间为30 120min。该防腐蚀层13的厚度为 0. 5 1. 1 μ m。
镀膜完成后，破真空取出镀膜件10，自然冷却即可。可以理解的，该镀膜件10还可在基体11与防腐蚀层13间设置铝或镁的打底层以增加膜层与基体间的附着力。下面通过实施例来对本发明进行具体说明。实施例1本实施例所使用的真空镀膜机20为中频磁控溅射镀膜机，为深圳南方创新真空技术有限公司生产，型号为SM-1100H。本实施例所使用的基体11的材质为铝合金。制备铝基靶材23 按质量百分比为25%的钨酸锆粉体以及余量的铝粉混合均勻，冷等静压制成一坯体，再经810°C烧结3. 5h后自然冷却。溅镀防腐蚀层13 铝基靶材23的功率为6kw，氧气的流量为lkccm，氮气流量为lkccm，氩气的流量为250SCCm，偏压为-100V，镀膜温度为100°C，镀膜时间为60min。实施例2本实施例所使用的真空镀膜机20与实施例1中的相同。本实施例所使用的基体11的材质为镁合金。制备铝基靶材23 按质量百分比为30%的钨酸锆粉体以及余量的铝粉混合均勻，冷等静压制成一坯体，再经880°C烧结3. 5h后自然冷却。溅镀防腐蚀层13 铝基靶材23的功率为7kw，氧气的流量为20sCCm，氮气流量为lkccm，氩气的流量为250SCCm，偏压为-100V，镀膜温度为100°C，镀膜时间为75min。对比例采用与实施例1相同的中频磁控溅射镀膜机对铝合金基体进行溅射，以铝靶为靶材，铝靶功率为8kw，反应气体为氮气和氧气，氮气流量为SOsccm，氧气流量为20sCCm，施加于铝合金基体的偏压为-200V，占空比为50%，溅射时间为40min，在铝合金基体表面溅镀单组分氮氧化铝(AlON)层。对由本发明的方法所制备的镀膜件10和对比例所制得的镀覆氮氧化铝(AlON)薄膜的试样进行35°C中性盐雾(NaCl浓度为5% )测试。结果发现，对比例所制得的试样在72小时后就发生明显腐蚀；而由本发明实施例1、2的方法所制备的镀膜件10均在120小时后才出现有腐蚀现象。本发明镀膜件10在所述铝或镁的基体11的表面沉积防腐蚀层13，该防腐蚀层13中含有钨酸锆和氮氧化铝，钨酸锆具有负热膨胀系数，镀膜完成后随着温度的下降，钨酸锆可膨胀填补氮氧化铝微粒间的空隙，使所述防腐蚀层13达到更加致密的结构，可有效延缓盐雾对基体11的渗透侵蚀，提高基体11的抗腐蚀性能。
权利要求
1.一种镀膜件，其包括基体及形成于基体表面的防腐蚀层，其特征在于该防腐蚀层中含有钨酸锆和氮氧化铝。
2.如权利要求1所述的镀膜件，其特征在于所述基体的材质为纯铝、铝合金、纯镁或镜合金。
3.如权利要求1所述的镀膜件，其特征在于所述防腐蚀层以磁控溅射的方式形成，其厚度为0. 5 1. Ιμ 。
4.如权利要求1所述的镀膜件，其特征在于所述防腐蚀层中钨酸锆的质量百分含量为15 35%。
5.如权利要求1所述的镀膜件，其特征在于所述防腐蚀层中钨酸锆填补氮氧化铝微粒间的空隙。
6.一种镀膜件的制备方法，其包括如下步骤提供一基体；采用磁控溅射法在该基体表面形成一防腐蚀层，该防腐蚀层中含有钨酸锆和氮氧化铝，使用铝基靶材，该铝基靶材中含有金属铝及钨酸锆，以氮气和氧气为反应气体。
7.如权利要求6所述的镀膜件的制备方法，其特征在于所述基体为纯铝、铝合金、纯镁或镁合金。
8.如权利要求6所述的镀膜件的制备方法，其特征在于所述铝基靶材中钨酸锆的质量百分含量为20 40%，剩余的为金属铝。
9.如权利要求8所述的镀膜件的制备方法，其特征在于所述铝基靶材采用粉末冶金的方法制备，按质量百分比为20 40%的钨酸锆粉体以及余量的铝粉混合均勻，冷等静压制成一坯体，再经800 880°C烧结2 5h后自然冷却。
10.如权利要求6所述的镀膜件的制备方法，其特征在于所述形成防腐蚀层的步骤的具体工艺参数为铝基靶材的功率为6 8kw，基体的偏压为-50 -150V，以氩气为工作气体，氩气的流量为100 300SCCm，以氮气和氧气为反应气体，氮气流量为10 20sCCm，氧气流量为10 20SCCm，镀膜温度为100 120°C，镀膜时间为30 120min。
全文摘要
本发明提供一种镀膜件，其包括基体及形成于基体表面的防腐蚀层，该防腐蚀层中含有钨酸锆和氮氧化铝。本发明镀膜件的防腐蚀层中含有钨酸锆和氮氧化铝，钨酸锆具有负热膨胀系数，镀膜完成后随着温度的下降，钨酸锆可膨胀填补氮氧化铝微粒间的空隙，使所述防腐蚀层达到更加致密的结构，可有效延缓盐雾对基体的渗透侵蚀，提高基体的抗腐蚀性能。此外，本发明还提供一种上述镀膜件的制备方法。
文档编号C23C14/06GK102586730SQ201110009230
公开日2012年7月18日 申请日期2011年1月17日 优先权日2011年1月17日
发明者刘咸柱, 张新倍, 李聪, 蒋焕梧, 陈文荣, 陈正士 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司