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，特別涉及一種鎂或鎂合金的被覆件及其制造方法。
背景技術(shù)：
鎂及鎂合金由于質(zhì)量輕、散熱性佳、電磁屏蔽性好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于3C產(chǎn)品的被覆件、汽車及航空等領(lǐng)域。但鎂及鎂合金最明顯的缺點(diǎn)是耐腐蝕差，暴露于自然環(huán)境中會(huì)引起表面快速腐蝕。提高鎂及鎂合金被覆件耐腐蝕性的方法通常是在其表面形成保護(hù)性的涂層。傳統(tǒng)的陽極氧化、鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜技術(shù)及電鍍等在鎂及鎂合金表面形成保護(hù)性涂層的方法存在生產(chǎn)工藝復(fù)雜、效率低、環(huán)境污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)。而真空鍍膜(PVD)技術(shù)雖是一種非常環(huán)保的鍍膜工藝，且可鍍制的膜層種類豐富、耐磨性能優(yōu)異，但PVD工藝沉積的膜層往往是以柱狀晶形態(tài)生長，因此膜層存在大量的晶間間隙，導(dǎo)致膜層致密性不夠而對(duì)鋁合金的耐腐蝕性能的提高有限。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于此，提供一種具有較好的耐腐蝕性的鎂或鎂合金的被覆件。另外，還提供一種上述被覆件的制造方法。一種被覆件，包括鎂或鎂合金基體、依次形成于該鎂或鎂合金基體上的第一鎂錫合金層、錫層、第二鎂錫合金層、鎂層及Mg-N層?！N被覆件的制造方法，其包括如下步驟提供鎂或鎂合金基體；以錫靶為靶材，于所述鎂或鎂合金基體表面磁控濺射錫層，濺射溫度為100 150°C，濺射時(shí)間為10 60min ；在該錫層的濺射過程中，該錫層與鎂或鎂合金基體界面處的金屬錫向鎂或鎂合金基體擴(kuò)散，于鎂或鎂合金基體與錫層之間形成第一鎂錫合金層；以鎂靶為靶材，于所述錫層上磁控濺射鎂層，濺射溫度為100 150°C ；在該鎂層的濺射過程中，所述錫層與鎂層界面處的金屬錫向鎂層擴(kuò)散，于錫層與鎂層之間形成第二鎂錫合金層；以鎂靶為靶材，氮?dú)鉃榉磻?yīng)氣體，于該鎂層上磁控濺射Mg-N層。經(jīng)上述制造方法制得的被覆件具有良好的耐腐蝕性，其原因有如下三點(diǎn)(1)所述第一鎂錫合金層及第二鎂錫合金層的形成可提高被覆件的電化學(xué)電位，使被覆件不易發(fā)生電化學(xué)腐蝕；( 在濺射所述錫層及鎂層的過程中，金屬錫向鎂或鎂合金基體及鎂層擴(kuò)散，可減少鎂或鎂合金基體的空隙缺陷，同時(shí)增強(qiáng)被覆件表面膜層的致密性，如此可延緩耐腐蝕性氣體和\或液體向膜層內(nèi)的擴(kuò)散；(3)所述Mg-N層具有良好的耐腐蝕性，對(duì)所述被覆件具有良好的防護(hù)作用。由于金屬鎂及錫之間具有較好的相容性及結(jié)合力，所述錫層及鎂層的形成可有效增強(qiáng)所述被覆件的各膜層之間的結(jié)合力，如此使得所述被覆件具有較好的耐磨性。


圖1是本發(fā)明較佳實(shí)施方式被覆件的剖視示意圖。主要元件符號(hào)說明被覆件10鎂或鎂合金基體11第一鎂錫合金層12錫層13第二鎂錫合金層14鎂層15Mg-N 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)施例的被覆件10包括鎂或鎂合金基體11、依次形成于該鎂或鎂合金基體11表面的第一鎂錫合金層12、錫層13、第二鎂錫合金層14、鎂層15及鎂氮化合物(Mg-N)層17。所述錫層13、鎂層15及Mg-N層17均通過磁控濺射鍍膜法形成。所述錫層13及鎂層15的形成可提高所述被覆件10的各膜層之間的結(jié)合力。所述鎂層15的厚度為0. 2 0. 5 μ m。所述Mg-N層17的厚度為0. 2 2. 0 μ m。所述第一鎂錫合金層12是在所述錫層13的形成過程中，錫層13與鎂或鎂合金基體11界面處的金屬錫向鎂或鎂合金基體11中擴(kuò)散而形成。所述第二鎂錫合金層14是在所述錫層13的形成過程中，錫層13與鎂層15界面處的金屬錫向鎂層15中擴(kuò)散而形成。所述被覆件10的制造方法主要包括如下步驟提供鎂或鎂合金基體11，該鎂或鎂合金基體11可以通過沖壓成型得到，其具有待制得的被覆件10的結(jié)構(gòu)。將所述鎂或鎂合金基體11放入盛裝有乙醇及/或丙酮溶液的超聲波清洗器中進(jìn)行震動(dòng)清洗，以除去鎂或鎂合金基體11表面的雜質(zhì)和油污。清洗完畢后烘干備用。再對(duì)鎂或鎂合金基體11的表面進(jìn)行氬氣等離子清洗，進(jìn)一步去除鎂或鎂合金基體11表面的油污，以改善鎂或鎂合金基體11表面與后續(xù)涂層的結(jié)合力。對(duì)鎂或鎂合金基體11的表面進(jìn)行氬氣等離子清洗的方法包括如下步驟采用一真空鍍膜機(jī)(圖未示)， 將鎂或鎂合金基體11放入該鍍膜機(jī)的鍍膜室內(nèi)的工件架上，抽真空該鍍膜室至真空度為8. OX 10_3Pa，以300 600sCCm(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)毫升/分鐘)的流量向鍍膜室內(nèi)通入純度為 99. 999%的氬氣(工作氣體)，于鎂或鎂合金基體11上施加-300 -800V的偏壓，對(duì)鎂或鎂合金基體11表面進(jìn)行等離子清洗，清洗時(shí)間為3 lOmin。完成所述等離子清洗后，調(diào)節(jié)氬氣流量至100 300sCCm，設(shè)置占空比為30 50%，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)， 加熱所述鍍膜室至100 150°C (即濺射溫度為100 150°C )；開啟已置于所述真空鍍膜機(jī)中的錫靶的電源，并設(shè)定其功率為5 10kw，于鎂或鎂合金基體11上施加-50 -300V 的偏壓，沉積所述錫層13。沉積該錫層13的時(shí)間為10 60min。由于金屬錫具有低溫快速擴(kuò)散的特點(diǎn)，在形成所述錫層13的過程中，錫層13與鎂或鎂合金基體11界面處的金屬錫向鎂或鎂合金基體11擴(kuò)散，并在所述界面處形成所述第一鎂錫合金層12。完成所述錫層13的沉積后，關(guān)閉所述錫靶的電源，保持所述氬氣流量、占空比及濺射溫度不變，開啟已安裝于所述鍍膜室內(nèi)的鎂靶的電源，設(shè)置其功率為5 10kw，沉積所述鎂層15，沉積該鎂層15的時(shí)間為10 30min。同理，由于金屬錫的低溫快速擴(kuò)散性，在形成所述鎂層15的過程中，錫層13與鎂層15界面處的金屬錫也會(huì)向鎂層15擴(kuò)散，并在所述界面處形成所述第二鎂錫合金層14。于該鎂層15上形成Mg-N層17。制備該Mg-N層17時(shí)，保持所述氬氣流量、占空比、濺射溫度、鎂靶的電源功率及施加于鎂或鎂合金基體11的偏壓不變，向鍍膜室中通入流量為30 80SCCm的反應(yīng)氣體氮?dú)猓练eMg-N層17。沉積該Mg-N層17的時(shí)間為30 120mino經(jīng)上述制造方法制得的被覆件10具有良好的耐腐蝕性，其原因有如下三點(diǎn)(1) 所述第一鎂錫合金層12及第二鎂錫合金層14的形成，可提高被覆件10的電化學(xué)電位，使被覆件10不易發(fā)生電化學(xué)腐蝕；(2)在濺射形成所述錫層13及鎂層15的過程中，金屬錫向鎂或鎂合金基體11及鎂層15擴(kuò)散，可減少鎂或鎂合金基體11的空隙缺陷，同時(shí)增強(qiáng)被覆件10表面膜層的致密性，如此可延緩耐腐蝕性氣體和\或液體向膜層內(nèi)的擴(kuò)散；(3)所述Mg-N層17具有良好的耐腐蝕性，對(duì)所述被覆件10具有良好的防護(hù)作用。由于金屬鎂及錫之間具有較好的相容性及結(jié)合力，所述錫層13及鎂層15的形成可有效增強(qiáng)所述被覆件10的各膜層之間的結(jié)合力，如此使得所述被覆件10具有較好的耐磨性。
權(quán)利要求
1.一種被覆件，包括鎂或鎂合金基體，其特征在于該被覆件還包括依次形成于該鎂或鎂合金基體上的第一鎂錫合金層、錫層、第二鎂錫合金層、鎂層Mg-N層。
2.如權(quán)利要求1所述的被覆件，其特征在于所述錫層、鎂層及Mg-N層均通過磁控濺射鍍膜法形成。
3.如權(quán)利要求2所述的被覆件，其特征在于所述第一鎂錫合金層由錫層與鎂或鎂合金基體界面處的金屬錫向鎂或鎂合金基體擴(kuò)散而形成，所述第二鎂錫合金層由錫層與鎂層界面處的金屬錫向鎂層擴(kuò)散而形成。
4.如權(quán)利要求1所述的被覆件，其特征在于所述鎂層的厚度為0.2 0. 5 μ m，所述 Mg-N層的厚度為0. 2 2. 0 μ m。
5.一種被覆件的制造方法，其包括如下步驟提供鎂或鎂合金基體；以錫靶為靶材，于所述鎂或鎂合金基體表面磁控濺射錫層，濺射溫度為100 150°C， 濺射時(shí)間為10 60min ；在該錫層的濺射過程中，該錫層與鎂或鎂合金基體界面處的金屬錫向鎂或鎂合金基體擴(kuò)散，于鎂或鎂合金基體與錫層之間形成第一鎂錫合金層；以鎂靶為靶材，于所述錫層上磁控濺射鎂層，濺射溫度為100 150°C ；在該鎂層的濺射過程中，所述錫層與鎂層界面處的金屬錫向鎂層擴(kuò)散，于錫層與鎂層之間形成第二鎂錫合金層；以鎂靶為靶材，氮?dú)鉃榉磻?yīng)氣體，于該鎂層上磁控濺射Mg-N層。
6.如權(quán)利要求5所述的被覆件的制造方法，其特征在于濺射所述錫層的工藝參數(shù)為 以氬氣為工作氣體，氬氣的流量為100 300sCCm，設(shè)置錫靶的電源功率為5 10kw，于鎂或鎂合金基體上施加-50 -300V的偏壓，濺射溫度為100 150°C，濺射時(shí)間為10 60mino
7.如權(quán)利要求5所述的被覆件的制造方法，其特征在于濺射所述鎂層的工藝參數(shù)為 以氬氣為工作氣體，氬氣的流量為100 300SCCm，于鎂或鎂合金基體上施加-50 -300V 的偏壓，以鎂靶為靶材，其電源功率為5 10kw，濺射溫度為100 150°C，濺射時(shí)間為10 30mino
8.如權(quán)利要求5所述的被覆件的制造方法，其特征在于濺射所述Mg-N層的工藝參數(shù)為氮?dú)獾牧髁繛?0 120SCCm，以氬氣為工作氣體，氬氣的流量為100 300SCCm，于鎂或鎂合金基體上施加-50 -300V的偏壓，以鎂靶為靶材，其電源功率為5 10kw，濺射溫度為100 150°C，濺射時(shí)間為30 120min。
9.如權(quán)利要求5所述的被覆件的制造方法，其特征在于所述被覆件的制造方法還包括在進(jìn)行磁控濺射所述錫層前對(duì)所述鎂或鎂合金基體進(jìn)行超聲波清洗及等離子清洗的步馬聚ο
全文摘要
一種被覆件，包括鎂或鎂合金基體、依次形成于該鎂或鎂合金基體上的第一鎂錫合金層、錫層、第二鎂錫合金層、鎂層及Mg-N層。所述被覆件具有較好的耐腐蝕性及耐磨性。本發(fā)明還提供了上述被覆件的制造方法。
文檔編號(hào)C23C14/06GK102477528SQ20101056095
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者張新倍, 張滿喜, 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