本发明涉及溅射法的镀覆领域，具体涉及一种非平面基底材料的真空镀膜方法。
背景技术：
磁控溅射法是一种重要的物理气相沉积镀膜方法，可以用来实现金属、导体和半导体表面镀膜制备，而且在理论上还可以适用于绝缘体等更加广泛类型的材料镀膜。自从20世纪70年代发明问世以来，一直在各种材料表面镀膜领域发挥着重要的作用。
磁控溅射镀膜技术主要是在真空环境下，由高压电场激发出的高能电子轰击靶材，使靶材溅射出中性原子，进而在电磁场的综合作用下，逐渐沉积到基材表面，形成镀膜。磁控溅射法镀膜的突出特点是工作环境温度低，工作效率高损伤小，产品质量稳定可靠。
采用磁控溅射法进行镀膜，具有操作设备简单、技术控制稳定、镀膜表面积大和表面附着力强等明显优点，针对平面基体材料具有优秀的镀膜效果。但是对于非平面基体材料，例如曲面、球面、柱面等非平面基体材料的镀膜效果就不甚理想。
中国专利CN200910091529.8公开了一种真空离子镀膜方法。该发明方法结合了点电弧和柱弧镀膜的优点，提高了镀膜层在工件上的附着力。但是采用该专利方法容易得到厚度不均匀的镀膜。
因此，需要一种以磁控溅射法为技术核心，针对非平面基底材料进行优质镀膜的技术方案。
技术实现要素：
本发明针对上述问题，提供一种非平面基底材料的真空镀膜方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种非平面基底材料的真空镀膜方法，包括以下步骤：
步骤S1，使用流速为1m/s～50m/s、口部直径为2mm～10mm的加压水枪对非平面基底材料的表面进行清洗2次～3次，每次清洗15min～30min，清洗洁净后采用金属喷枪对非平面基底材料的表面进行涂布操作，得到涂布后的非平面基底材料；
步骤S2，将步骤S1得到的涂布后的非平面基底材料移至真空镀膜机中，将靶材固定为圆心，使涂布后的非平面基底材料环绕靶材做平面圆周公转运动，同时以涂布后的非平面基底材料对称中心为轴心使涂布后的非平面基底材料自转运动；
步骤S3，将真空镀膜机抽取真空度至5×10-5Pa～8×10-5Pa，调节温度为20℃～30℃，依次启动高压直流电源和环形磁场，使产生的高能电子轰击靶材，形成溅射原子，进行磁控溅射，均匀的沉积在涂布后的非平面基底材料表面形成镀膜。
进一步地，步骤S1中，非平面基底材料的外观形状为：圆柱形、球形、具有对称中心的旋转体中的任一种。
进一步地，步骤S1中，涂布操作时涂布的金属为：纯金或者纯银，平均涂布厚度为5nm～20nm。
进一步地，步骤S1中，涂布后的非平面基底材料的表面平整度不大于0.2μm。
进一步地，步骤S2中，公转运动的周期为：100s～120s。
进一步地，步骤S2中，自转运动的周期为：20s～40s。
进一步地，步骤S3中，高压直流电场的电场强度为：1.0×105伏特/米～1.8×105伏特/米。
进一步地，步骤S3中，环形磁场的磁感应强度为：1×10-3特斯拉～20×10-3特斯拉。
进一步地，步骤S3中，磁控溅射的功率密度为：0.5W/cm2～30W/cm2。
进一步地，步骤S3中，镀膜的平均厚度为：20nm～100nm。
本发明的优点是：
1.本发明主要利用磁控溅射技术对非平面基体材料进行镀膜，将靶材
固定为圆心，使涂布后的非平面基底材料环绕靶材做平面圆周公转
运动，同时以涂布后的非平面基底材料对称中心为轴心使涂布后的
非平面基底材料自转运动，工作效率高，并且镀膜厚度均匀可控，
镀膜表面光泽度好，形成的产品质量稳定可靠；
2.本发明通过磁控溅射法进行镀膜，体现出技术领先性，而且对于产
品工艺参数做到了全程监控，产品附加值高，经济效益独处；
3.本发明通过磁控溅射技术可以平稳高效的完成对各种类型的非平面
型基材的镀膜处理，对于工件无特殊要求，具有广泛的应用适应性。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1
一种非平面基底材料的真空镀膜方法，包括以下步骤：
步骤S1，使用流速为1m/s、口部直径为2mm的加压水枪对非平面基底材料的表面进行清洗2次，每次清洗15min，清洗洁净后采用金属喷枪对非平面基底材料的表面进行涂布操作，得到涂布后的非平面基底材料；其中，非平面基底材料的外观形状为圆柱形；涂布操作时涂布的金属为纯金，平均涂布厚度为5nm；涂布后的非平面基底材料的表面平整度为0.2μm；
步骤S2，将步骤S1得到的涂布后的非平面基底材料移至真空镀膜机中，将靶材固定为圆心，使涂布后的非平面基底材料环绕靶材做平面圆周公转运动，同时以涂布后的非平面基底材料对称中心为轴心使涂布后的非平面基底材料自转运动；其中，公转运动的周期为100s；自转运动的周期为20s；
步骤S3，将真空镀膜机抽取真空度至5×10-5Pa，调节温度为20℃，依次启动高压直流电源和环形磁场，使产生的高能电子轰击靶材，形成溅射原子，进行磁控溅射，均匀的沉积在涂布后的非平面基底材料表面形成平均厚度为：20nm的镀膜；其中，高压直流电场的电场强度为1.0×105伏特/米；环形磁场的磁感应强度为1×10-3特斯拉；磁控溅射的功率密度为0.5W/cm2。
实施例2
一种非平面基底材料的真空镀膜方法，包括以下步骤：
步骤S1，使用流速为50m/s、口部直径为10mm的加压水枪对非平面基底材料的表面进行清洗3次，每次清洗30min，清洗洁净后采用金属喷枪对非平面基底材料的表面进行涂布操作，得到涂布后的非平面基底材料；其中，非平面基底材料的外观形状为球形；涂布操作时涂布的金属为纯银，平均涂布厚度为20nm；涂布后的非平面基底材料的表面平整度为0.15μm；
步骤S2，将步骤S1得到的涂布后的非平面基底材料移至真空镀膜机中，将靶材固定为圆心，使涂布后的非平面基底材料环绕靶材做平面圆周公转运动，同时以涂布后的非平面基底材料对称中心为轴心使涂布后的非平面基底材料自转运动；其中，公转运动的周期为120s；自转运动的周期为40s；
步骤S3，将真空镀膜机抽取真空度至8×10-5Pa，调节温度为30℃，依次启动高压直流电源和环形磁场，使产生的高能电子轰击靶材，形成溅射原子，进行磁控溅射，均匀的沉积在涂布后的非平面基底材料表面形成平均厚度为100nm的镀膜；其中，高压直流电场的电场强度为1.8×105伏特/米；环形磁场的磁感应强度为20×10-3特斯拉；磁控溅射的功率密度为30W/cm2。
实施例3
一种非平面基底材料的真空镀膜方法，包括以下步骤：
步骤S1，使用流速为26m/s、口部直径为6mm的加压水枪对非平面基底材料的表面进行清洗2次，每次清洗22min，清洗洁净后采用金属喷枪对非平面基底材料的表面进行涂布操作，得到涂布后的非平面基底材料；其中，非平面基底材料的外观形状为具有对称中心的旋转体；涂布操作时涂布的金属为纯金，平均涂布厚度为13nm；涂布后的非平面基底材料的表面平整度为0.1μm；
步骤S2，将步骤S1得到的涂布后的非平面基底材料移至真空镀膜机中，将靶材固定为圆心，使涂布后的非平面基底材料环绕靶材做平面圆周公转运动，同时以涂布后的非平面基底材料对称中心为轴心使涂布后的非平面基底材料自转运动；其中，公转运动的周期为110s；自转运动的周期为30s；
步骤S3，将真空镀膜机抽取真空度至6.5×10-5Pa，调节温度为25℃，依次启动高压直流电源和环形磁场，使产生的高能电子轰击靶材，形成溅射原子，进行磁控溅射，均匀的沉积在涂布后的非平面基底材料表面形成平均厚度为60nm的镀膜；其中，高压直流电场的电场强度为1.4×105伏特/米；环形磁场的磁感应强度为10×10-3特斯拉；磁控溅射的功率密度为15W/cm2。
实施例4
一种非平面基底材料的真空镀膜方法，包括以下步骤：
步骤S1，使用流速为40m/s、口部直径为4mm的加压水枪对非平面基底材料的表面进行清洗3次，每次清洗20min，清洗洁净后采用金属喷枪对非平面基底材料的表面进行涂布操作，得到涂布后的非平面基底材料；其中，非平面基底材料的外观形状为具有对称中心的旋转体；涂布操作时涂布的金属为纯银，平均涂布厚度为10nm；涂布后的非平面基底材料的表面平整度为0.1μm；
步骤S2，将步骤S1得到的涂布后的非平面基底材料移至真空镀膜机中，将靶材固定为圆心，使涂布后的非平面基底材料环绕靶材做平面圆周公转运动，同时以涂布后的非平面基底材料对称中心为轴心使涂布后的非平面基底材料自转运动；其中，公转运动的周期为120s；自转运动的周期为35s；
步骤S3，将真空镀膜机抽取真空度至7×10-5Pa，调节温度为28℃，依次启动高压直流电源和环形磁场，使产生的高能电子轰击靶材，形成溅射原子，进行磁控溅射，均匀的沉积在涂布后的非平面基底材料表面形成平均厚度为40nm的镀膜；其中，高压直流电场的电场强度为1.5×105伏特/米；环形磁场的磁感应强度为12×10-3特斯拉；磁控溅射的功率密度为13W/cm2。
实验例1
对采用实施例1～4非平面基底材料的真空镀膜方法制得的镀膜的性能进行测试，测试结果如表1所示。
其中，膜基结合强度采用划痕法进行测试；耐磨法采用摩擦系数进行衡量；镀层显微硬度采用维氏硬度测试方法进行测试；镀膜耐蚀性采用中性盐雾实验法测试，测试中性盐雾腐蚀10h后镀膜的变化情况；弹性模量采用连续刚度方法进行测试。
表1采用非平面基底材料的真空镀膜方法制得的镀膜的性能测试结果
结果：采用实施例1～实施例4非平面基底材料的真空镀膜方法制得的镀膜的膜基结合强度高、耐磨性好、镀层显微硬度高、镀膜耐蚀性好、弹性模量高。
结论：本申请采用的非平面基底材料的真空镀膜方法针对非平面基底材料具有优秀的镀膜效果，形成的产品质量稳定可靠，体现了技术的领先性，并且对工件无特殊要求，具有广泛的应用适应性。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。