一种土豪金颜色PVD薄膜的制作方法

本实用新型属于真空镀膜技术领域，具体涉及一种基于物理气相沉积(PVD) 技术制成的土豪金颜色PVD薄膜。

背景技术：

色彩具有强大的视觉表现效果，色系本身就意味着轻与重、冷与暖、华丽朴实，正面与负面等较多情感意义，展现无尽的联想和象征特性，以不同形式刺激不同的产品消费，并可结合图像、文字等辅助设施，对人的心灵和精神产生巨大的影响。

消费类电子产品要想获得广大的消费市场，满足众多消费人群的使用需求，就必须通过创新的色彩设计，来满足来自不同年龄、性别、地区、职业、文化程度的消费者。消费者的购买行为是由独特、个性、新潮的设计来促进的，通过颜色设计来改善产品现有状况，增强消费者的审美需求可以在促进消费行为方面得到一定良好的效果。

真空镀膜行业的仿金颜色类似黄金，但又非黄金成份，现阶段做出来的仿金颜色除黄度可保证外，其亮度、红度、耐腐蚀性都不尽人意。

土豪金是仿金膜层中一种高端的膜层，目前通常该类膜层的主要成分是 TiCN，此外还有部分掺杂元素的氮化物，掺杂的作用是多方面的，薄膜的颜色、力学、化学和光学性能以及结构都会随掺杂材料的种类和掺杂含量而改变。但目前市面上土豪金膜层存在耐腐蚀性、硬度无法满足日益提高的产品质量要求的问题。

技术实现要素：

基于上述现有技术的缺陷与不足，本实用新型的目的在于提供一种土豪金颜色PVD薄膜，该土豪金颜色PVD薄膜有亮度高、红度合适、黄度高、耐腐蚀、耐磨、膜层均匀的特点，工艺稳定性及一致性较好，膜层厚度、硬度、耐腐蚀性与同行业相比有质的飞跃。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种土豪金颜色PVD薄膜，所述土豪金颜色PVD薄膜沉积于基材表面，所述土豪金颜色PVD薄膜由基材表面从下往上依次包括：

底层，所述底层为钛金属镀层；

过渡层，所述过渡层为钛合金镀层；

第一功能层，所述第一功能层为钛合金氮化物镀层；

第二功能层，所述第二功能层为钛合金氮化物镀层；

颜色层，所述颜色层为钛合金碳氮化物镀层。

进一步的，所述基材为不锈钢基材、玻璃基材、陶瓷基材或塑胶基材。

进一步的，所述第一功能层为钛与其他金属的合金的氮化物，其他金属为铝、钨、锆、铌、钒等中的一种或几种。

进一步的，所述第二功能层为钛与其他金属的合金的氮化物，其他金属为铝、钨、锆、铌、钒等中的一种或几种。

进一步的，所述颜色层为钛与其他金属的合金的碳氮化物，其他金属为铝、钨、锆、铌、钒中等的一种或几种。

进一步的，所述土豪金颜色PVD薄膜的厚度为1～5微米。

进一步的，所述底层的厚度为0.1～0.6微米；所述过渡层的厚度为0.1～0.6 微米；所述第一功能层的厚度为0.2～1.0微米；所述第二功能层的厚度为0.4～2.0微米；所述颜色层的厚度为0.2～0.8微米。

进一步的，所述第一功能层和第二功能层的厚度比为0.2：1～1：1。

本实用新型的有益效果为：所述土豪金颜色PVD薄膜的膜厚为1～5um，颜色L＝70～76，a＝1.5～3.5，b＝14～20，硬度：1500～2500HV，具有亮度高、红度合适、黄度高、耐腐蚀、耐磨、膜层均匀的特点，工艺稳定性及一致性较好，膜层厚度、硬度、耐腐蚀性达到行业优秀品质。

附图说明

图1为实施例所述土豪金颜色PVD薄膜的结构示意图。

图中：1-基材，2-底层，3-过渡层，4-第一功能层，5-第二功能层，6-颜色层。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1

如图1所示，一种土豪金颜色PVD薄膜，所述土豪金颜色PVD薄膜沉积于基材表面，所述土豪金颜色PVD薄膜由基材表面从下往上依次包括：

底层，所述底层为钛金属镀层；底层用于提高膜层的附着力；

过渡层，所述过渡层为钛合金镀层；过渡层用于提高第一功能层与底层的附着力；

第一功能层，所述第一功能层为钛合金氮化物镀层；第一功能层用于提高膜层的硬度、耐腐蚀、耐磨性能；

第二功能层，所述第二功能层为钛合金氮化物镀层；在第一功能层镀膜后在增加一层第二功能层，两个镀层结合可大大提高膜层的硬度、耐腐蚀、耐磨性能。

颜色层，所述颜色层为钛合金碳氮化物镀层，在保证薄膜基本性能的基础上，把颜色调节到目标值范围内。

所述基材为不锈钢基材、玻璃基材、陶瓷基材或塑胶基材。

具体的，所述第一功能层为钛与其他金属的合金的氮化物，其他金属为铝、钨、锆、铌、钒中的一种或几种。

具体的，所述第二功能层为钛与其他金属的合金的氮化物，其他金属为铝、钨、锆、铌、钒中的一种或几种。

具体的，所述颜色层为钛与其他金属的合金的碳氮化物，其他金属为铝、钨、锆、铌、钒中的一种或几种。

具体的，所述土豪金颜色PVD薄膜的厚度为1-5微米。

具体的，所述底层的厚度为0.1～0.6微米；所述过渡层的厚度为0.1～0.6 微米；所述第一功能层的厚度为0.2～1.0微米；所述第二功能层的厚度为 0.4～2.0微米；所述颜色层的厚度为0.2～0.8微米。

所述第一功能层和第二功能层的厚度比为0.2：1～1：1。

所述土豪金颜色PVD薄膜的制备方法步骤为：

第一步：镀膜之前先对基材进行超声清洗，清洗掉工件基材表面的油污、腊和颗粒物等；

第二步：对真空腔体内进行抽真空，抽至真空腔体内的真空值为2～9×10^-4Pa，然后通过加热管对真空腔体内进行加热，加热温度为80～300℃；

第三步：在真空腔体内对放置在工件转架上的工件基材使用线性离子源进行离子清洗，清洗时间为10～50min，Ar:5～50mL/min，真空度：0.01～0.2Pa，离子源电压200～2000V，工件偏压200～1800V，占空比30～70％；

第四步：利用金属靶中频磁控溅射沉积底层，沉积时间10～40min，真空度： 0.1～1.0Pa，Ar:50～250mL/min，靶电流15～30A，工件偏压：10～200V，占空比 30～70％，金属靶为钛；

第五步：利用金属靶中频磁控溅射沉积过渡层，金属靶为钛靶及铝、钨、锆、铌、钒等中的一种或几种的其他金属靶，沉积时间10～40min，真空度： 0.1～1.0Pa，Ar:50～250mL/min，钛靶电流15～30A，其他金属靶电流5～25A，工件偏压：10～200V，占空比30～70％；

第六步：利用金属靶和反应气体中频反应磁控溅射沉积第一功能层，金属靶为钛靶及铝、钨、锆、铌、钒等中的一种或几种的其他金属靶，反应气体是氮气，沉积时间20～60min，真空度：0.1～1.0Pa，Ar:50～250mL/min，氮气流量：从0上升到100-400mL/min，钛靶电流15～30A，其它金属靶电流5～25A，工件偏压：10～200V，占空比30～70％；

第七步：利用金属靶和反应气体氮气进行磁控溅射沉积第二功能层，金属靶为钛靶及铝、钨、锆、铌、钒等中的一种或几种的其他金属靶，沉积时间40～120min，真空度：0.1～1.0Pa，Ar:50～250mL/min，氮气：100～400mL/min，钛靶电流15～30A，其它金属靶电流5～25A，工件偏压：10～200V，占空比30～70％；

第八步：利用金属靶和反应气体磁控溅射沉积颜色层，金属靶为钛靶及铝、钨、锆、铌、钒等中的一种或几种的其他金属靶，反应气体是N2和含碳氢的有机气体，沉积时间20～60min，真空度：0.1～1.0Pa，Ar:50～250mL/min，氮气： 100～400mL/min，含碳氢的有机气体：从0上升到50～150mL/min，钛靶电流 15～30A，其它金属靶电流5～25A，工件偏压：10～250V，占空比30～80％；

最后降温至100℃后出炉。

本实用新型的有益效果是：所述土豪金颜色PVD薄膜的膜厚为1～5um，颜色L＝70～76，a＝1.5～3.5，b＝14～20，硬度：1500～2500HV，具有亮度高、红度合适、黄度高、耐腐蚀、耐磨、膜层均匀的特点，工艺稳定性及一致性较好，膜层厚度、硬度、耐腐蚀性达到行业优秀品质。

实施例2

一种土豪金颜色PVD薄膜，沉积在不锈钢基材表面，所述土豪金颜色PVD 薄膜由不锈钢基材表面从下往上依次包括：

底层，所述底层为钛金属(Ti)镀层；

过渡层，所述过渡层为钛铌合金(TiNbV)镀层；

第一功能层，所述第一功能层为钛铌合金氮化物(TiNbN)镀层；

第二功能层，所述第二功能层为钛铌合金氮化物(TiNbN)镀层；

颜色层，所述颜色层为钛铌锆合金氮碳化物(TiZrNbNC)镀层。

所述土豪金颜色PVD薄膜的制备方法为：

S1：将不锈钢基材超声清洗后，进炉；

S2：在真空腔体中抽真空至6×10^-4Pa，加热到250℃；

S3：然后对不锈钢基材进行离子清洗20min，离子源电压1800V，工件偏压 1500V，占空比50％，Ar:30mL/min，真空度0.1Pa；

S4：使用钛靶进行磁控溅射沉积底层Ti，溅射沉积时间15min，钛靶电流 25A，真空度0.45Pa，Ar:220mL/min，工件偏压：120V，占空比50％，沉积温度200℃；

S5：使用钛靶和铌靶进行磁控溅射沉积过渡层TiNb，溅射沉积时间15min，钛靶电流25A，铌靶电流5A，Ar:180mL/min，真空度0.38Pa，工件偏压100V，占空比50％，沉积温度200℃；

S6：使用钛靶、铌靶和氮气进行磁控溅射沉积第一功能层TiNbN，溅射沉积时间30min，钛靶电流25A，铌靶电流5A，真空度0.38～0.42Pa，Ar:180mL/min，氮气从0mL/min升到250mL/min，工件偏压100V，占空比50％，沉积温度200℃；

S7：使用钛靶、铌靶和氮气进行磁控溅射沉积第二功能层(TiNbN)，溅射沉积时间60min，钛靶电流25A，铌靶电流5A，真空度0.42Pa，Ar:180mL/min，氮气：250mL/min，工件偏压100V，占空比50％，沉积温度200℃；

S8：使用钛靶、铌靶、锆靶和氮气、乙炔(C2H2)进行磁控溅射沉积颜色层TiZrNbNC，溅射沉积时间40min，钛靶电流25A，铌靶电流5A，锆靶电流 12A，真空度0.42-0.46Pa，Ar:150ml/min，氮气流量：250mL/min→350mL/min， C2H2：0→120ml/min，工件偏压：200V，占空比40％，沉积温度200℃；

S9：降温至100℃后出炉。

测试结果：所得土豪金颜色PVD薄膜的膜厚1.47um，颜色L＝74.26，a＝2.65， b＝18.62。百格硬度5B，纳米硬度：2130nHV，牛仔布耐磨擦、盐雾测试通过，表面光滑，外观良好。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本实用新型；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时，凡依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本实用新型的技术方案的保护范围之内。