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鍍膜件及其制備方法

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專(zhuān)利名稱(chēng):鍍膜件及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種鍍膜件及其制備方法。
背景技術(shù)
物理氣相沉積(PVD,Physical Vapor D印osition)是指利用物理過(guò)程實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)移,將某些有特殊性能(高強(qiáng)度、高耐磨性、高散熱性、高耐腐性等)的微粒噴涂在性能較低的基材上,使得基材具有更好的性能。低熔點(diǎn)金屬由于其再結(jié)晶溫度低,在PVD工藝中容易再結(jié)晶形成致密層。通過(guò)在基材上沉積低熔點(diǎn)金屬涂層,基材表面可形成一致密的保護(hù)層。但該類(lèi)低熔點(diǎn)金屬的耐腐蝕能力一般較差。鉻、鈮、鈦及其合金具有較強(qiáng)的耐腐蝕能力。通過(guò)在基材表面鍍覆鉻、鈮、鈦層是常見(jiàn)的保護(hù)措施。但由于鉻、鈮、鈦及其合金的熔點(diǎn)較高,在PVD工藝的沉積過(guò)程中,鉻、鈮、 鈦層容易形成孔洞及柱狀晶結(jié)構(gòu),因而外界的空氣和水分較易穿過(guò)該鉻、鈮、鈦層朝基材擴(kuò)散,使得基材被腐蝕。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此,有必要提供一種耐腐蝕性能強(qiáng)的鍍膜件。另外,還有必要提供一種上述鍍膜件的制備方法?!N鍍膜件,其包括基材、形成于基材表面的耐蝕合金層及耐蝕金屬層,該耐蝕合金層中含有低熔點(diǎn)金屬與高熔點(diǎn)金屬,該低熔點(diǎn)金屬為熔點(diǎn)低于700°C的金屬,該高熔點(diǎn)金屬為熔點(diǎn)高于1200°C的金屬,該耐蝕金屬層含有與所述耐蝕合金層中相同的高熔點(diǎn)金屬。一種鍍膜件的制備方法,其包括如下步驟提供一基材;在該基材的表面形成一低熔點(diǎn)金屬層,所述低熔點(diǎn)金屬為熔點(diǎn)低于700°C的金屬;在該低熔點(diǎn)金屬層的表面形成一高熔點(diǎn)金屬層,所述高熔點(diǎn)金屬為熔點(diǎn)高于 1200°C的金屬;對(duì)形成有所述低熔點(diǎn)金屬層與高熔點(diǎn)金屬層的的基材進(jìn)行真空熱處理。本發(fā)明采用低熔點(diǎn)金屬層與高熔點(diǎn)金屬層沉積于基材表面,再通過(guò)熱處理使高熔點(diǎn)金屬在低熔點(diǎn)金屬層內(nèi)部擴(kuò)散形成耐蝕合金層及耐蝕金屬層的方式,制得鍍膜件。該耐蝕合金層致密且富含耐蝕性強(qiáng)的高熔點(diǎn)金屬,因而耐腐蝕性能優(yōu)異,可有效保護(hù)基材,以及延長(zhǎng)鍍膜件的使用壽命。


圖1為本發(fā)明一較佳實(shí)施例的鍍膜件的剖視圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明
鍍膜件100基材11耐蝕合金層13耐蝕金屬層1具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖1,本發(fā)明一較佳實(shí)施方式的鍍膜件100包括基材11、形成于基材11表面的耐蝕合金層13及形成于耐蝕合金層13表面的耐蝕金屬層15。該基材11可為鋁、鋁合金、鎂或鎂合金。該耐蝕合金層13中含有低熔點(diǎn)金屬與高熔點(diǎn)金屬。所述低熔點(diǎn)金屬為熔點(diǎn)低于 700°C的金屬,所述高熔點(diǎn)金屬為熔點(diǎn)高于1200°C的金屬。該低熔點(diǎn)金屬可為錫或鋁。該高熔點(diǎn)金屬可為鉻、鈮、釩、鋯、鈦或錳。該耐蝕金屬層15可為一鉻、鈮、釩、鋯、鈦或錳層。該耐蝕金屬層15含有與所述耐蝕合金層13中相同的高熔點(diǎn)金屬。所述耐蝕合金層13和耐蝕金屬層15也可以為多層,如可分別為2 4層。該多層耐蝕合金層13和多層耐蝕金屬層15交替排布。與所述基材11直接相結(jié)合的可以是一耐蝕合金層13或一耐蝕金屬層15。本發(fā)明一較佳實(shí)施方式的鍍膜件100的制備方法,其包括如下步驟提供一基材11,該基材11可為鋁、鋁合金、鎂或鎂合金。對(duì)該基材11進(jìn)行表面預(yù)處理。該表面預(yù)處理可包括常規(guī)的對(duì)基材11進(jìn)行化學(xué)除油、除蠟、酸洗、超聲波清洗及烘干等步驟。采用磁控濺射法在經(jīng)預(yù)處理后的基材11的表面濺鍍一低熔點(diǎn)金屬層,該低熔點(diǎn)金屬層可為一錫或鋁層。濺鍍?cè)摰腿埸c(diǎn)金屬層在所述磁控濺射鍍膜機(jī)中進(jìn)行。使用金屬錫靶及鋁靶中的一種為靶材,以氬氣為工作氣體,氬氣流量可為100 500SCCm,鍍膜室的溫度可為25 200°C。該低熔點(diǎn)金屬層的厚度可為0. 1 1. 0 μ m。繼續(xù)采用磁控濺射法在所述低熔點(diǎn)金屬層的表面濺鍍一高熔點(diǎn)金屬層,該高熔點(diǎn)金屬層可為一鉻、鈮、釩、鋯、鈦或錳層。使用金屬鉻靶、鈮靶、釩靶、鋯靶、鈦靶及錳靶中的一種為靶材,以氬氣為工作氣體,氬氣流量可為100 500SCCm,鍍膜室的溫度可為25 200°C。該高熔點(diǎn)金屬層的厚度可為0. 1 1.0 μ m。對(duì)形成有所述低熔點(diǎn)金屬層與高熔點(diǎn)金屬層的基材11進(jìn)行熱處理。熱處理在一真空熱處理爐中進(jìn)行,熱處理的溫度范圍可為低熔點(diǎn)金屬層中金屬熔點(diǎn)的0. 6倍 基材11 熔點(diǎn)的0. 7倍,熱處理時(shí)間可為10 60min。熱處理可使低熔點(diǎn)金屬層中的低熔點(diǎn)金屬原子與高熔點(diǎn)金屬層的高熔點(diǎn)金屬原子相互擴(kuò)散,且原子在低熔點(diǎn)金屬內(nèi)部的擴(kuò)散激活能較低,因此擴(kuò)散主要是高熔點(diǎn)金屬原子向低熔點(diǎn)金屬層內(nèi)部的擴(kuò)散。如此經(jīng)熱處理擴(kuò)散作用, 低熔點(diǎn)金屬層將轉(zhuǎn)變成含有低熔點(diǎn)金屬與高熔點(diǎn)金屬的耐蝕合金層13,未擴(kuò)散的高熔點(diǎn)金屬將在耐蝕合金層13表面形成耐蝕金屬層15。可以理解,所述低熔點(diǎn)金屬層和所述高熔點(diǎn)金屬層沉積在基材11上的順序可以相互置換;在所述基材11表面也可以多次交替濺鍍所述低熔點(diǎn)金屬層和所述高熔點(diǎn)金屬層。
本發(fā)明采用低熔點(diǎn)金屬層與高熔點(diǎn)金屬層沉積于基材11表面,再通過(guò)熱處理使高熔點(diǎn)金屬在低熔點(diǎn)金屬層內(nèi)部擴(kuò)散形成耐蝕合金層13及耐蝕金屬層15的方式,制得鍍膜件100。該耐蝕合金層13致密且富含耐蝕性強(qiáng)的高熔點(diǎn)金屬,因而耐腐蝕性能優(yōu)異,可有效保護(hù)基材11,以及延長(zhǎng)鍍膜件100的使用壽命。
權(quán)利要求
1.一種鍍膜件,其包括基材,其特征在于該鍍膜件還包括形成于基材表面的耐蝕合金層及耐蝕金屬層,該耐蝕合金層中含有低熔點(diǎn)金屬與高熔點(diǎn)金屬,該低熔點(diǎn)金屬為熔點(diǎn)低于700°C的金屬,該高熔點(diǎn)金屬為熔點(diǎn)高于1200°C的金屬,該耐蝕金屬層含有與所述耐蝕合金層中相同的高熔點(diǎn)金屬。
2.如權(quán)利要求1所述的鍍膜件,其特征在于該基材為鋁、鋁合金、鎂或鎂合金。
3.如權(quán)利要求1所述的鍍膜件,其特征在于該低熔點(diǎn)金屬為錫或鋁。
4.如權(quán)利要求1所述的鍍膜件,其特征在于該高熔點(diǎn)金屬為鉻、鈮、釩、鋯、鈦或錳。
5.如權(quán)利要求1所述的鍍膜件,其特征在于所述耐蝕合金層和耐蝕金屬層的層數(shù)分別為一層或多層,所述耐蝕合金層和所述耐蝕金屬層交替排布于基材上。
6.如權(quán)利要求1所述的鍍膜件,其特征在于與所述基材直接相結(jié)合的為一耐蝕合金層或一耐蝕金屬層。
7.一種鍍膜件的制備方法,其包括如下步驟提供一基材;在該基材的表面形成一低熔點(diǎn)金屬層,所述低熔點(diǎn)金屬為熔點(diǎn)低于700°C的金屬;在該低熔點(diǎn)金屬層的表面形成一高熔點(diǎn)金屬層,所述高熔點(diǎn)金屬為熔點(diǎn)高于1200°C的 ^riM 對(duì)形成有所述低熔點(diǎn)金屬層與高熔點(diǎn)金屬層的的基材進(jìn)行真空熱處理。
8.如權(quán)利要求7所述的鍍膜件的制備方法,其特征在于所述低熔點(diǎn)金屬為錫或鋁。
9.如權(quán)利要求7所述的鍍膜件的制備方法,其特征在于所述高熔點(diǎn)金屬為鉻、鈮、釩、 鋯、鈦或錳。
10.如權(quán)利要求7所述的鍍膜件的制備方法,其特征在于所述形成低熔點(diǎn)金屬層的步驟以如下方式實(shí)現(xiàn)采用磁控濺射法,且使用金屬錫靶及鋁靶中的一種為靶材,以氬氣為工作氣體,氬氣流量為100 500sccm。
11.如權(quán)利要求7所述的鍍膜件的制備方法,其特征在于所述形成高熔點(diǎn)金屬層的步驟以如下方式實(shí)現(xiàn)采用磁控濺射法,且使用金屬鉻靶、鈮靶、釩靶、鋯靶、鈦靶及錳靶中的一種為靶材,以氬氣為工作氣體,氬氣流量為100 500SCCm。
12.如權(quán)利要求7所述的鍍膜件的制備方法,其特征在于所述熱處理在真空熱處理爐中進(jìn)行,熱處理的溫度為低熔點(diǎn)金屬層中金屬熔點(diǎn)的0. 6倍 基材熔點(diǎn)的0. 7倍,熱處理時(shí)間為10 60min。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鍍膜件,其包括基材、形成于基材表面的耐蝕合金層及耐蝕金屬層,該耐蝕合金層中含有低熔點(diǎn)金屬與高熔點(diǎn)金屬,該低熔點(diǎn)金屬為熔點(diǎn)低于700℃的金屬,該高熔點(diǎn)金屬為熔點(diǎn)高于1200℃的金屬,該耐蝕金屬層含有與所述耐蝕合金層中相同的高熔點(diǎn)金屬。此外,本發(fā)明還提供一種所述鍍膜件的制備方法。本發(fā)明采用低熔點(diǎn)金屬層與高熔點(diǎn)金屬層沉積于基材表面,再通過(guò)熱處理使高熔點(diǎn)金屬在低熔點(diǎn)金屬層內(nèi)部擴(kuò)散形成耐蝕合金層的方式,制得鍍膜件,該耐蝕合金層致密且富含耐蝕性強(qiáng)的高熔點(diǎn)金屬,因而耐腐蝕性能優(yōu)異,可有效保護(hù)基材,以及延長(zhǎng)鍍膜件的使用壽命。
文檔編號(hào)C23C14/16GK102400100SQ20101027721
公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2010年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月9日
發(fā)明者張新倍, 林順茂, 蔣煥梧, 陳文榮, 陳正士 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司
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