专利名称：一种靶材和利用靶材在铝或铝合金基材上镀膜的工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种靶材和利用靶材在铝或铝合金基材上镀膜的工艺方法，特别在汽 车轮毂镀膜应用。
背景技术：
随着全球汽车轮毂销售量的急骤提高，轮毂市场对轮毂的涂装品质与涂装前的预 处理要求也愈趋重视。其中金属皮膜剂(也称靶材)是工件预处理过程中十分重要的药剂 之一。在目前金属表面处理药剂市场上针对铝或铝合金制品的最佳皮膜剂只有铬酸，但铬 酸本身属于重金属高污染物质，是与当今社会环保要求相违背的。其次铬酸还会导致轮毂 在预处理过程中药剂的残留，使得轮毂在后续涂装过程中产生漆膜附着不良而影响产品品 质。研究人员一直致力于新工艺和新材料的开发，期待能取代了铬酸皮膜剂，满足环 保和品质的双重要求。
发明内容
为了弥补以上不足，本发明提供一种靶材，能取代现有的铬酸皮膜剂，既达到环保 又满足品质要求，同时又提供一种利用靶材在铝或铝合金基材上镀膜的工艺方法。本发明提供的一种靶材，其技术方案是这样实现一种靶材，用于铝或铝合金基材 镀膜，由以下组份和重量含量组成碳0.06-0.10%镍9. 0-9. 5%铬17. 5-18.0%锰1.80-2.20%硅0.80-1.20%硫0.01-0. 05%磷0.043-0. 048%钼2.38-2. 42%钨0.0001-0. 0005%铜0.08-0. 12%矾0.04-0. 08%铁余量O本发明又提供一种利用靶材在铝或铝合金基材上镀膜的工艺方法，其技术方案是 按照以下步骤实现第一步，对该基材表面进行预处理1)打磨基材表面使之平整；幻对基材除油处理；3)用自来水清洗；4)用R.0水清洗；5)用高压过滤空气吹干；6)烘干；第二步，PVD工艺1)按照如下组份和重量含量，配置所需靶材碳0.06-0.10%镍9.0-9.5%铬17.5-18.0%锰1.80-2.20%硅0.80-1.20%硫0.01-0.05%憐0.043-0.048%钼2.38-2.42%鹤0.0001-0.0005%铜0.08-0.12%矾0.04-0.08%铁余量；2)将上述靶材装入真空溅镀设备中；3)采用真空磁控阴极溅射方法将该靶材镀于该基材表面，溅镀前炉内真空度为 3. 0_4mTorr，溅镀时氩气量为25-60R，采用直流电轰击，电压为180-200V，电流为10-15A。作为本发明的进一步改进，该第二步的PVD工艺中，该溅镀时间为210-250秒。上述技术方案中，PVD(Physical Vapor D印osition)中文含义就是物理气相沉 积。“mTorr”为毫托，“托”为真空(压强)单位，1托等于1毫米水银柱的压强，即ITorr = ImmHg = 133pa。上述第一步中，R. 0水是一种不含矿物质的纯净水。上述第二步中，所述真空磁控阴极溅射方法的原理主要利用辉光放电将氩气离子 撞击靶材的负电极表面，这个冲击将使靶材的原子飞出而沉积在基板上薄膜。本发明的有益技术效果所述靶材应用于汽车轮毂溅镀，替代了现有铬酸皮膜剂， 解决了铬酸重金属的高污染问题，同时也解决了在后续涂装过程中产生漆膜附着不良的问 题。
图1为本发明的操作流程图。
具体实施例方式结合图1，以下作详细描述利用靶材应用在汽车轮毂(基材)上镀膜的工艺方法，其实施步骤如下第一步，对该基材表面进行预处理1)打磨轮毂表面使之平整，工件在打磨过程中，可先采用240号的粗砂纸进行局 部初步打磨，之后用400号的细砂纸进行仔细打磨与修复使其工件表面平整无凹凸感；2)对该轮毂工件除油处理；6
3)5次用自来水清洗；4)2次用R.0水清洗；5)用高压过滤空气吹干；6)烘干；第二步，PVD工艺1)按照如下组份和重量含量，配置所需靶材碳镍铬锰硅0.8% 9.2% 17.8% 2.0% 1.0%硫 磷 钼 钨 铜 矾 铁0.03% 0.045% 2. 40% 0. 003% 0. 10% 0. 06% 余量2)将上述靶材装入真空溅镀设备中；3)采用真空磁控阴极溅射方法将该靶材镀于该轮毂基材表面，溅镀前炉内真空 度为3. O-^iTorr，溅镀时氩气量为25-60R，采用直流电轰击，电压为180-200V，电流为 10-15A，该溅镀时间为210-250秒。具体操作是将工件挂入真空腔体后设备自动进入抽真空状态，当真空度达到 3. 0-4mTorr时，操作员将溅镀按扭倒向开的状态，氩气进入腔体，该设备开始溅镀，同时操 作员根据要求调整电压在180-200V之间，溅镀时间为210秒完成整个PVD流程。现有技术中的铬酸为液体状，使用量大，需要把整个工件浸泡在其中，在定期或质 变的情况下需要排放，对环境造成污染。而本发明的该靶材中所含的铬为固体状，任何时候 都不会有排放或意外事故，导致铬对环境的污染。
权利要求
1. 一种靶材，用于铝或铝合金基材镀膜，其特征在于，由以下组份和重量含量组成碳0. 06-0. 10%镍9. 0-9.5%铬17. 5-18.0%锰1.80-2. 20%桂0. 80-1.20%硫0.01-0. 05%磷0. 043-0. 048%钼2.38-2. 42%钨0. 0001-0. 0005%铜0. 08-0. 12%矾0. 04-0. 08%铁錢0
2. 一种利用如权利要求1所述的靶材在铝或铝合金基材上镀膜的工艺方法，其特征在 于，包括以下步骤第一步，对该基材表面进行预处理1)打磨基材表面使之平整；2)对基材除油处理；3)用自来水清洗；4)用R.0水清洗；5)用高压过滤空气吹干；6)烘干；第二步，PVD工艺1)按照如下组份和重量含量，配置所需靶材碳0.06-0.10%镍9.0-9.5%铬17· 5-18· 0%,锰1.80-2.20%硅0.80-1.20%硫0.01-0.05%磷0.043-0.048%钼2.38-2.42%鹤0. 0001-0. 0005%铜0.08-0.12%矾0.04-0.08%铁余量；2)将上述靶材装入真空溅镀设备中；3)采用真空磁控阴极溅射方法将该靶材镀于该基材表面，溅镀前炉内真空度为 3. 0_4mTorr，溅镀时氩气量为25-60R，采用直流电轰击，电压为180-200V，电流为10-15A。
3.如权利要求2所述的一种利用该靶材在铝或铝合金基材上镀膜的工艺方法，其特征 在于，该第二步的PVD工艺中，该溅镀时间为210-250秒。
全文摘要
一种在铝或铝合金基材上镀膜的工艺方法，首先对基材表面进行预处理，再按重量配比配置靶材0.06-0.10％碳、9.0-9.5％镍、17.5-18.0％铬、1.80-2.20％锰、0.80-1.20％硅、0.01-0.05％硫、0.043-0.048％磷、2.38-2.42％钼、0.0001-0.0005％钨、0.08-0.12％铜、0.04-0.08％矾和余量铁，再将靶材装入真空溅镀设备中，最后采用真空磁控阴极溅射方法将靶材镀于基材表面，溅镀前炉内真空度为3.0-4mTorr，溅镀时氩气量为25-60R，采用直流电轰击，电压为180-200V，电流为10-15A，本发明既达到环保又满足品质要求。
文档编号C23C14/35GK102051532SQ20091021282
公开日2011年5月11日 申请日期2009年10月29日 优先权日2009年10月29日
发明者黄水祥 申请人:御林汽配(昆山)有限公司