專利名稱：被覆件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種被覆件及其制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的鎂、鎂合金、鋁或鋁合金等低熔點(diǎn)材料的成型模具的材質(zhì)通常為不銹鋼。然而，在高溫氧化性環(huán)境中，不銹鋼基體表面易形成疏松的Cr2O3層；當(dāng)溫度逐漸升高，Cr2O3層變得不穩(wěn)定并開始分解，使得不銹鋼基體內(nèi)部狗、附等金屬離子向Cr2O3層擴(kuò)散，引起Cr2O3 層出現(xiàn)裂紋、剝落等氧化失效現(xiàn)象，大大降低了不銹鋼基體的高溫抗氧化性。此外，所述Cr2O3層的形成將使成型模具表面變得粗糙，如此將影響成型產(chǎn)品的外觀、降低成型產(chǎn)品的良率，同時也會縮短成型模具的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種能較好的解決上述問題的被覆件。另外，還提供上述被覆件的制造方法。一種被覆件，包括基體、依次形成于基體上的鉻層及氮化硅層?！N被覆件的制造方法，包括以下步驟提供基體；以鉻靶為靶材，于基體上磁控濺射鉻層；以硅靶為靶材，以氮?dú)鉃榉磻?yīng)氣體，于鉻層上磁控濺射氮化硅層。本發(fā)明較佳實(shí)施例被覆件的制造方法在基體上通過磁控濺射鍍膜法依次形成鉻層及氮化硅層。所述鉻層及氮化硅層的形成，可有效提高所述基體的高溫抗氧化性；所述氮化硅層的形成還可防止氮化硅層被刮傷，從而使所述被覆件具有良好的耐磨性。當(dāng)被覆件為用于成型鎂、鎂合金、鋁或鋁合金等低熔點(diǎn)材料的成型模具時，所述被覆件高溫抗氧化性的提高，可提高成型產(chǎn)品的良率，還可延長被覆件的使用壽命。


圖1為本發(fā)明一較佳實(shí)施例的被覆件的剖視圖；圖2為制造圖1中鍍膜件所用真空鍍膜機(jī)的示意圖。主要元件符號說明被覆件 10基體11鉻層13氮化硅層 15鍍膜機(jī) 100鍍膜室 20真空泵 30
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軌跡21第一靶材 22第二靶材 23氣源通道 2具體實(shí)施例方式請參閱圖1，本發(fā)明一較佳實(shí)施例的被覆件10包括基體11、依次形成于基體11上的鉻層13及氮化硅(Si3N4)層15。所述基體11的材質(zhì)為不銹鋼、模具鋼或高速鋼等。該被覆件10為用于成型鎂、鎂合金、鋁或鋁合金等低熔點(diǎn)材料的成型模具。所述鉻層13及Si3N4層15可分別通過磁控濺射鍍膜法形成。所述鉻層13的厚度為0.2 0.4 μ m。所述Si3N4層15的厚度為0. 3 0. 6 μ m。本發(fā)明一較佳實(shí)施例的被覆件10的制造方法主要包括如下步驟提供一基體11。該基體11可以通過沖壓成型得到。對該基體11進(jìn)行預(yù)處理。該預(yù)處理可包括常規(guī)的對基體11進(jìn)行化學(xué)除油、除蠟、 酸洗、超聲波清洗及烘干等步驟。提供一鍍膜機(jī)100，將所述基體11置于該鍍膜機(jī)100內(nèi)，采用磁控濺射鍍膜法依次于基體11上形成鉻層13及Si3N4層15。如圖2所示，該鍍膜機(jī)100包括一鍍膜室20及與鍍膜室20相連接的一真空泵30， 真空泵30用以對鍍膜室20抽真空。該鍍膜室20內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)架(未圖示)、二第一靶材22及二第二靶材23。轉(zhuǎn)架帶動基體11沿圓形軌跡21運(yùn)行，且基體11在沿軌跡21運(yùn)行時亦自轉(zhuǎn)。二第一靶材22與二第二靶材23關(guān)于軌跡21的中心對稱設(shè)置，且二第一靶材22相對地設(shè)置在軌跡21的內(nèi)外側(cè)，二第二靶材23相對地設(shè)置在軌跡21的內(nèi)外側(cè)。每一第一靶材 22及每一第二靶材23的兩端均設(shè)有氣源通道M，氣體經(jīng)該氣源通道M進(jìn)入所述鍍膜室20 中。當(dāng)基體11穿過二第一靶材22之間時，將鍍上第一靶材22表面濺射出的粒子，當(dāng)基體 11穿過二第二靶材23之間時，將鍍上第二靶材23表面濺射出的粒子。本發(fā)明中，所述第一靶材22為鉻靶，所述第二靶材23為硅靶。于該基體11的表面磁控濺射鉻層13。形成所述鉻層13的具體操作方法及工藝參數(shù)為對該鍍膜室20進(jìn)行抽真空處理至本底真空度為8. OX 10_3Pa，以氬氣為工作氣體，向鍍膜室20內(nèi)通入流量為100 200sCCm的氬氣，設(shè)置所述工件架的公轉(zhuǎn)速度為0. 5 3. Or/ min (revolution per minute，轉(zhuǎn)/分鐘)，于基體11上施加-100 -300V的偏壓，加熱該鍍膜室20至100 150°C (即鍍膜溫度為100 150°C )，開啟安裝于該鍍膜室20內(nèi)的第一靶材22的電源，設(shè)置其功率為5 10kw，沉積該鉻層13。沉積該鉻層13的時間為15 40min，沉積完畢后關(guān)閉所述第一靶材22的電源。所述鉻層13中的Cr原子在高溫氧化環(huán)境下可與0原子結(jié)合形成Cr2O3保護(hù)膜，因而可有效防止基體11發(fā)生氧化而失效。于該鉻層13上形成Si3N4層15。形成該Si3N4層15的具體操作方法及工藝參數(shù)為保持氬氣流量及鍍膜溫度不變，于基體11上施加的偏壓為-50 -100V，以氮?dú)鉃榉磻?yīng)氣體，設(shè)置氮?dú)獾牧髁繛?0 120sCCm，開啟安裝于所述鍍膜室20內(nèi)的第二靶材23的電源，設(shè)置其功率為3 5kw，沉積該Si3N4層15。沉積該Si3N4層15的時間為30 90min。由于所述Si3N4層15具有較好的致密性、高硬度及高耐磨性，因此，所述Si3N4層15 的形成可阻礙氧氣向Si3N4層15內(nèi)部擴(kuò)散，從而可進(jìn)一步防止基體11發(fā)生氧化而失效；此夕卜，所述Si3N4層15的形成還可防止鉻層13被刮傷，從而提高所述被覆件10的耐磨性。關(guān)閉負(fù)偏壓及靶材的電源，停止通入氬氣及氧氣，待所述Al2O3層17冷卻后，向鍍膜室20內(nèi)通入空氣，打開鍍膜室20的門，取出鍍覆有鉻層13及Si3N4層15的基體11。本發(fā)明較佳實(shí)施例被覆件10的制造方法在基體11上通過磁控濺射鍍膜法依次形成鉻層13及Si3N4層15。所述鉻層13及Si3N4層15的形成，可有效提高所述基體11的高溫抗氧化性；所述Si3N4層15的形成還可防止Si3N4層15被刮傷，從而使所述被覆件10具有良好的耐磨性。當(dāng)被覆件10為用于成型鎂、鎂合金、鋁或鋁合金等低熔點(diǎn)材料的成型模具時，所述被覆件10高溫抗氧化性的提高，可提高成型產(chǎn)品的良率，還可延長被覆件10的使用壽命。下面通過實(shí)施例來對本發(fā)明進(jìn)行具體說明。實(shí)施例1(1)磁控濺射形成磁控濺射鉻層13對該鍍膜室20進(jìn)行抽真空處理至本底真空度為8. OX 10_3Pa，以氬氣為工作氣體， 向鍍膜室20內(nèi)通入流量為150sCCm的氬氣，于基體11上施加-200V的偏壓，加熱該鍍膜室 20至120°C (即鍍膜溫度為120°C )，開啟第一靶材22的電源，設(shè)置其功率為8kw，沉積該鉻層13。沉積該鉻層13的時間為25min。(2)磁控濺射形成Si3N4層15保持氬氣流量及鍍膜溫度不變，于基體11上施加的偏壓為-50V，以氮?dú)鉃榉磻?yīng)氣體，設(shè)置氮?dú)獾牧髁繛镾Osccm，開啟安裝于所述鍍膜室內(nèi)的第二靶材23的電源，設(shè)置其功率為4kw，沉積該Si3N4層15。沉積該Si3N4層15的時間為60min。實(shí)施例2(1)磁控濺射形成磁控濺射鉻層13對該鍍膜室20進(jìn)行抽真空處理至本底真空度為8. O X 10 ,以氬氣為工作氣體， 向鍍膜室20內(nèi)通入流量為150sCCm的氬氣，于基體11上施加-200V的偏壓，加熱該鍍膜室 20至120°C (即鍍膜溫度為120°C )，開啟第一靶材22的電源，設(shè)置其功率為10kw，沉積該鉻層13。沉積該鉻層13的時間為30min。(2)磁控濺射形成Si3N4層15保持氬氣流量及鍍膜溫度不變，于基體11上施加的偏壓為-50V，以氮?dú)鉃榉磻?yīng)氣體，設(shè)置氮?dú)獾牧髁繛?20sCCm，開啟安裝于所述鍍膜室內(nèi)的第二靶材23的電源，設(shè)置其功率為5kw，沉積該Si3N4層15。沉積該Si3N4層15的時間為90min。性能測試將上述制得的被覆件10進(jìn)行電磁屏蔽效能測試、百格測試、鹽霧測試和高溫高濕測試，具體測試方法及結(jié)果如下(1)高溫抗氧化測試
采用管式熱處理爐，以10°C /min的升溫速率升溫至800°C，并800°C下保溫10h， 然后冷卻該熱處理爐。測試表明，由本發(fā)明實(shí)施例1及2所制得的被覆件10經(jīng)800°C熱處理IOh后未見發(fā)生氧化、脫落等不良。可見，由本發(fā)明實(shí)施例方法所制得的被覆件10具有良好的高溫抗氧化性。(2)耐磨性測試采用5700型線性耐磨性測試儀，在載荷為Ikg力的作用下，以2英寸的滑行長度、 25循環(huán)/分鐘的循環(huán)速度摩擦被覆件10的表面。結(jié)果表明，由本發(fā)明實(shí)施例1和2所制得的被覆件10在15個循環(huán)后均沒有露出基材?？梢?，該被覆件10具有較好的耐磨性。
權(quán)利要求
1.一種被覆件，包括基體，其特征在于所述被覆件還包括依次形成于基體上的鉻層及氮化硅層。
2.如權(quán)利要求1所述的被覆件，其特征在于所述鉻層及氮化硅層分別通過磁控濺射鍍膜法形成。
3.如權(quán)利要求1所述的被覆件，其特征在于所述鉻層的厚度為0.2 0. 4 μ m。
4.如權(quán)利要求3所述的被覆件，其特征在于所述氮化硅層的厚度為0.3 0. 6 μ m。
5.如權(quán)利要求1所述的被覆件，其特征在于所述基體為不銹鋼、模具鋼或高速鋼。
6.如權(quán)利要求1所述的被覆件，其特征在于所述被覆件為用于成型鎂、鎂合金、鋁或鋁合金的成型模具。
7.一種被覆件的制造方法，包括以下步驟提供基體；以鉻靶為靶材，于基體上磁控濺射鉻層；以硅靶為靶材，以氮?dú)鉃榉磻?yīng)氣體，于鉻層上磁控濺射氮化硅層。
8.如權(quán)利要求7所述的被覆件的制造方法，其特征在于磁控濺射鉻層的步驟采用如下方式實(shí)現(xiàn)以氬氣為工作氣體，設(shè)置氬氣流量為100 200sCCm，于基體上施加-100 -300V的偏壓，鍍膜溫度為100 150°C，設(shè)置鉻靶的電源功率為5 10kw，沉積時間為15 40min。
9.如權(quán)利要求7所述的被覆件的制造方法，其特征在于磁控濺射氮化硅層的步驟采用如下方式實(shí)現(xiàn)以氬氣為工作氣體，設(shè)置氬氣流量為100 200SCCm，設(shè)置氮?dú)獾牧髁繛?10 lOOsccm、氧氣的流量為10 IOOsccm ；于基體上施加-50 -100V的偏壓，鍍膜溫度為100 150°C，設(shè)置硅靶的電源功率為3 5kw，鍍膜溫度為100 150°C，沉積時間為 30 90min。
全文摘要
本發(fā)明提供一種被覆件，該被覆件包括基體、依次形成于基體上的鉻層及氮化硅層。所述被覆件具有良好的高溫抗氧化性及耐磨性。本發(fā)明還提供了所述被覆件的制造方法，在基體上通過磁控濺射鍍膜法依次形成鉻層及氮化硅層。
文檔編號C23C14/35GK102534481SQ201010602348
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者廖高宇, 張新倍, 熊小慶, 蔣煥梧, 陳文榮, 陳正士 申請人: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