專利名稱：一種金屬工件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種金屬工件及其制造方法，特別是有關(guān)于一種具有漸變金屬碳化物層的金屬工件及其制造方法。
背景技術(shù)：
目前，眾所周知的金屬外殼上，常會(huì)鍍一層金屬層作為裝飾用，然而由于不同材質(zhì)之間的晶格差距過(guò)大，容易造成在異質(zhì)接面上有硬殘余應(yīng)力過(guò)大的問(wèn)題，因此容易形成掉漆或掉膜的問(wèn)題，使的消費(fèi)性電子產(chǎn)品的外表經(jīng)不起時(shí)間的考驗(yàn)。在鍍金屬膜層時(shí)常使用的方法包含電鍍或是電弧鍍膜法，然而此些方法對(duì)于金屬裝飾層的附著力均沒(méi)有顯著提高。因此，提供一種具有高度黏附效果的金屬裝飾層與金屬基材間的嫁接材料以及其制作方法，就顯得刻不容緩了。

發(fā)明內(nèi)容
因?yàn)樯鲜霈F(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的就是在提供一種金屬工件及其制造方法，以解決金屬外殼上鍍覆金屬時(shí)附著力不足的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可通過(guò)以下技術(shù)方案予以解決一種金屬工件，其包含其中金屬工件包含了一金屬基材以及一嫁接層。嫁接層為以反應(yīng)性真空鍍膜的方式設(shè)置在金屬基材上，且嫁接層為碳化金屬(MxCy)。其中，嫁接層更包含一第一嫁接子層以及一第二嫁接子層。第一嫁接子層(MaCb) 為設(shè)在金屬基材的一面上，而第二嫁接子層(MeCd)則設(shè)在第一嫁接子層上，且a+b = l,c+d =1 且 a < C。其中，嫁接層更包含一第一嫁接子層以及一第二嫁接子層。第一嫁接子層為設(shè)在金屬基材的面上，而第二嫁接子層則設(shè)在第一嫁接子層上，且第一嫁接子層原厚度小于第二嫁接子層。其中，嫁接層更包含一第一嫁接子層以及一第二嫁接子層。第一嫁接子層為設(shè)在金屬基材的面上，而第二嫁接子層則設(shè)在第一嫁接子層上，且第一嫁接子層的厚度為大于第二嫁接子層。其中，嫁接層的厚度為介于1 5納米。其中，金屬工件還包含一金屬層，且金屬層設(shè)置在嫁接層上。根據(jù)本發(fā)明的目的，再提出一種金屬工件的制造方法，其包含提供一金屬基材，并以電漿轟擊金屬基材的一面，再以真空鍍膜法進(jìn)行反應(yīng)性鍍膜鍍制一嫁接層在金屬基材的面上，嫁接層為碳化金屬(MxCy)。其中，鍍制嫁接層還包含下列步驟先鍍制一第一嫁接子層(MaCb)在金屬基材的一面上，再鍍制一第二嫁接子層(MeCd)在第一嫁接子層上，且a+b = 1，c+d = 1，a < c。其中，鍍制嫁接層還包含先鍍制一第一嫁接子層在金屬基材的一面上，再鍍制一第二嫁接子層在第一嫁接子層上，且第一嫁接子層的厚度小于第二嫁接子層。
其中，鍍制嫁接層更包含先鍍制一第一嫁接子層在金屬基材一面上，再鍍制一第二嫁接子層在第一嫁接子層上，且第一嫁接子層的厚度大于第二嫁接子層。其中，漿轟擊或真空鍍膜的工作壓力為10_2_10_4Pa。其中，金屬工件的制造方法為通入氬氣及一有機(jī)氣體作為真空鍍膜的電漿氣體。其中，有機(jī)氣體為甲烷或乙炔。其中，嫁接層的厚度介于1 5納米。其中，金屬工件的制造方法還包含下列步驟以真空鍍膜的方式設(shè)置一金屬層在嫁接層上。綜上所述，本發(fā)明的金屬工件及其制造方法，其可具有一或多個(gè)下述優(yōu)點(diǎn)(1)此金屬工件及其制造方法可由在金屬基材與金屬鍍層之間設(shè)置一層嫁接層， 由此可提高金屬鍍材的附著性。( 此金屬工件及其制造方法可由漸變嫁接層的濃度或厚度，由此可解決金屬鍍材無(wú)法牢固在金屬基材上的問(wèn)題。


圖1為本發(fā)明的金屬工件的制造方法的流程圖；圖2為本發(fā)明的金屬工件的制造方法的另一流程圖；圖3為本發(fā)明的金屬工件的制造方法的再一流程圖；圖4為本發(fā)明的金屬工件的制造方法的示意圖；圖5為本發(fā)明的金屬工件的第一實(shí)施例示意圖；圖6為本發(fā)明的金屬工件的第二實(shí)施例示意圖；圖7為本發(fā)明的金屬工件的第三實(shí)施例示意圖；圖8為本發(fā)明的金屬工件的第四實(shí)施例示意圖。圖中2 濺鍍系統(tǒng)；20、50、60、70、80 金屬基材；21 載臺(tái)；22 電漿；23 濺鍍槍；24 靶材；240 金屬原子；5、6、7、8 金屬工件；51、61、71、81 嫁接層；610、710 第一嫁接子層；611,711 第二嫁接子層；52、62、72、82 金屬層；810 基材嫁接層；8100 第一基材嫁接層；8101 第二基材嫁接層；811 基材-金屬嫁接層；
8110 第一基材-金屬嫁接層；8111 第二基材-金屬嫁接層；8112 第三基材-金屬嫁接層；812:金屬嫁接層；8120 第一金屬嫁接層；8121 第二金屬嫁接層；8122 第三金屬嫁接層；以及S10-S30、S300_S303 步驟。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，為本發(fā)明的金屬工件制造方法的流程圖。如圖所示，本發(fā)明的金屬工件的制造方法，其包含下列步驟(SlO)提供一金屬基材；(S20)以電漿轟擊金屬基材一面；以及(S30)以真空鍍膜法進(jìn)行反應(yīng)性鍍膜鍍制一嫁接層在金屬基材一面上，嫁接層為碳化金屬(MxCy)。如圖2所示，其為本發(fā)明的金屬工件的制造方法的另一流程圖。如圖所示，本發(fā)明的金屬工件的制造方法，步驟(S30)更包含下列步驟(S300)鍍制一第一嫁接子層(MaCb)在金屬基材的一面上；以及(S301)鍍制一第二嫁接子層(MeCd)在第一嫁接子層上，且a+b = 1，c+d =l,a
< Co如圖3所示，其為本發(fā)明的金屬工件的制造方法的另一流程圖。本實(shí)施方式與上述的實(shí)施方式的不同處在于，步驟(S30)中，鍍制嫁接層還可包含下列步驟(S302)鍍制一第一嫁接子層在金屬基材的一面上；以及(S303)鍍制一第二嫁接子層在第一嫁接子層上，且第一嫁接子層的厚度小于第二嫁接子層。如圖4所示，其為本發(fā)明的金屬工件的制造方法的示意圖。如圖4圖左所示，金屬基材20為設(shè)置在一濺鍍系統(tǒng)2內(nèi)部，并放置在一載臺(tái)21上。在降低工作壓力到至少 10_4Pa(背景壓力)之后，隨即通入氬氣(Ar)50mCC/min后調(diào)整工作壓力至10_2-10_3Pa，并將載臺(tái)通入直流或交流電壓35-65伏特(功率100% )，以令氬氣轉(zhuǎn)變?yōu)殡姖{22并轟擊所述金屬基材20大約5 15分鐘做為表面清潔。如圖4所示，此時(shí)即進(jìn)行反應(yīng)性濺鍍通入甲烷或乙炔或其他含碳的氣體，以作為形成碳化金屬嫁接層的的碳來(lái)源。將濺鍍槍23通入直流或交流電壓(如射頻等)125 175伏特(功率85% )，且同時(shí)降低通至塑膠基材20的偏壓功率至約15%，以在靶材M附近產(chǎn)生濺鍍靶材M用的電漿。其中，靶材M為金屬材質(zhì)，其可為鐵、鉻、鋅、鎢或鈦等。此時(shí)，靶材M即被電漿濺鍍出至少一金屬原子240并朝向金屬基材20移動(dòng)，進(jìn)而在金屬基板上與因電漿化而從甲烷或乙炔中所釋放出來(lái)的碳產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生金屬碳化物MxCy嫁接層，如!^e3C或其他視金屬靶材的種類不同而產(chǎn)生不同的金屬碳化物。其中，當(dāng)要生產(chǎn)濃度漸變的嫁接層時(shí)(如步驟S21 S22)，便以一定的時(shí)間間隔將濺鍍槍23的功率增加，即可增加靶材M單位時(shí)間的被濺鍍量，以提升嫁接層的金屬含量； 又或是可以以不同的時(shí)間間隔將濺鍍槍23的功率增加(如步驟S23 S24)，以產(chǎn)生濃度不同、厚度也不同的漸變層的效果，有效增加膜層的附著力。最后，停止通入甲烷或乙炔或其他含碳的氣體，使得電漿的氣體來(lái)源僅僅只有氬氣，此時(shí)在金屬基材20上的金屬原子240便不再產(chǎn)生反應(yīng)，而僅以純金屬層的方式鍍覆在嫁接層上。如此的接合方式可以有效的提高金屬層與金屬基材20的接合力。在一些較好的實(shí)施例中，嫁接層的總厚度介于1 5納米。其中，金屬基材可為不銹鋼等常用工業(yè)基材；通至金屬靶材M的電源約在5V 300V之間，且其功率范圍約10% -85%之間；而通至塑膠基材20的偏壓電源則約在0 150V之間，功率范圍15-90%。上述的操作為因所生產(chǎn)不同的工件而定，本發(fā)明并不在此做限制。如圖5所示，其為本發(fā)明的金屬工件的第一實(shí)施例示意圖。如圖所示，本發(fā)明的金屬工件5，其包含了一金屬基材50以及一嫁接層51。嫁接層51為以反應(yīng)性真空鍍膜的方式設(shè)置在金屬基材50上，且嫁接層51為碳化金屬(MxCy)。其中，金屬基材50可為不銹鋼等常用工業(yè)基材，而嫁接層51為可以上述的方法沉積成一層的型態(tài)，如本實(shí)施例所示，且嫁接層51上更可設(shè)置有一金屬層52，嫁接層51即可有效的接合金屬層52及金屬基材50。如圖6所示，其為本發(fā)明的金屬工件的第二實(shí)施例示意圖。如圖所示，本發(fā)明的金屬工件6包含了一金屬基材60、一嫁接層61以及一金屬層62。嫁接層61為以反應(yīng)性真空鍍膜的方式設(shè)置在金屬基材60上，且嫁接層61為碳化金屬(MxCy)；而金屬層62則以真空鍍膜的方式設(shè)置在嫁接層61上。在本實(shí)施例中，嫁接層61還包含一第一嫁接子層610以及一第二嫁接子層611。第一嫁接子層(MaCb) 610為設(shè)在金屬基材60的一面上，而第二嫁接子層(MeCd)611則設(shè)在第一嫁接子層610上，且a+b = 1，c+d= 1且3<“亦即，本實(shí)施例為將整個(gè)嫁接層61分成多個(gè)成分的組成，且較上層的嫁接層61的金屬比例較高，如此一來(lái)在嫁接金屬基材60以及金屬層61時(shí)，即可以緩慢漸變的方式接合金屬基材60以及金屬層61，所造成的接合面應(yīng)力較小，接合強(qiáng)度有效提高。請(qǐng)參閱如圖7所示，其為本發(fā)明的金屬工件的第三實(shí)施例示意圖。如圖所示，本發(fā)明的金屬工件7包含了一金屬基材70、一嫁接層71以及一金屬層72。嫁接層71為以反應(yīng)性真空鍍膜的方式設(shè)置在金屬基材70上，且嫁接層71為碳化金屬(MxCy)；而金屬層72則以真空鍍膜的方式設(shè)置在嫁接層71上。在本實(shí)施例中，嫁接層71還包含一第一嫁接子層 710以及一第二嫁接子層711。第一嫁接子層(MaCb) 710為設(shè)在金屬基材70的一面上，而第二嫁接子層(MeCd) 711則設(shè)在第一嫁接子層710上，且a+b = 1，c+d = 1且a < c。在本實(shí)施例中，第一嫁接子層710之厚度小于第二嫁接子層711，此實(shí)施例即為結(jié)合了厚度與濃度的漸變關(guān)系，有效達(dá)到增加接合強(qiáng)度的效果。值得一提的是，在本發(fā)明所述技術(shù)領(lǐng)域具有通常知識(shí)者應(yīng)可了解，厚度的漸變并不限于越上層越厚，而也可以是較上層的嫁接子層的厚度是較為薄的，本發(fā)明并不對(duì)其進(jìn)行限制，在此先行聲明。如圖8所示，其為本發(fā)明的金屬工件的第四實(shí)施例示意圖。如圖所示，本發(fā)明的金屬工件8為包含一金屬基材80、一嫁接層81以及一金屬層82。其中，嫁接層81包含了一基材嫁接層810、基材-金屬嫁接層811以及一金屬嫁接層812。本實(shí)施例的金屬基材80 為不銹鋼，金屬層82為金屬鈦。此外，基材嫁接層810為包含一第一基材嫁接層8100及一第二基材嫁接層8101 ；基材-金屬嫁接層811為包含一第一基材-金屬嫁接層8110、一第二基材-金屬嫁接層8111以及一第三基材-金屬嫁接層8112 ；金屬嫁接層812為包含一第一金屬嫁接層8120、一第二金屬嫁接層8121以及一第三金屬嫁接層8122。在此要先說(shuō)明的是，基材嫁接層810、基材-金屬嫁接層811以及金屬嫁接層812及其所屬的子層皆屬于前述實(shí)施例中的嫁接子層，本實(shí)施例為大幅的擴(kuò)充嫁接子層的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，金屬基材80首先先在真空環(huán)境約10-41 經(jīng)加熱至225-275°C后， 通入氬氣25 75SCCm，施加偏壓15 25伏特，功率80%對(duì)金屬基材80進(jìn)行表面凈化處理約25 35秒后，打開(kāi)不銹鋼靶材的濺鍍槍(100伏特，功率80% )并通入乙炔3-7sCCm， 降低氬氣25 65sCCm以在金屬基材80上進(jìn)行反應(yīng)性濺鍍約5 15分鐘，進(jìn)而形成碳化鐵等碳化金屬(第一基材嫁接層8100)。然后，提升低氬/乙炔比至4 1，并降低不銹鋼靶材的濺鍍功率至70%濺鍍5 15分鐘以形成第二基材嫁接層8101。此時(shí)第二基材嫁接層8101的鐵含量即稍微降低。然后，在第二基材嫁接層8101上，再進(jìn)行反應(yīng)性濺鍍以依序形成第一基材-金屬嫁接層8110、第二基材-金屬嫁接層8111以及第三基材-金屬嫁接層8112。此三層的濺鍍方式為另開(kāi)一只金屬鈦靶濺鍍槍同時(shí)進(jìn)行反應(yīng)性濺鍍，但各層的不銹鋼靶的濺鍍槍功率及電壓依序遞減(eo^do^jo^jovjovdov)，同時(shí)依序增加鈦靶的濺鍍槍功率及電壓 (20%,40%,60%, 20V.50V.80V)，如此各層的碳化鐵便會(huì)漸減，而碳化鈦則會(huì)漸增。其中， 每約10 15分鐘即切換濺鍍槍功率及電壓一次，即可形成相同厚度但成分濃度不同的各基材-金屬嫁接層。接著，在第三基材-金屬嫁接層8112，更進(jìn)行反應(yīng)性濺鍍以依序形成第一金屬嫁接層8120、第二金屬嫁接層8121以及第三金屬嫁接層8122。在此階段，不銹鋼靶的濺鍍槍完全關(guān)閉，因此此些金屬嫁接層僅含有碳化鈦等碳化金屬。然而，第一金屬嫁接層8120以及第二金屬嫁接層8121為增加的濺鍍槍功率約10%并提升氬/乙炔比從3. 5到8，且此兩層仍然是濺鍍約10 15分鐘使得厚度相等。第三金屬嫁接層8122則維持濺鍍槍功率但進(jìn)一步提升氬/乙炔比至10，使得碳化金屬中的鈦含量可以進(jìn)一步的提升，且此層為濺鍍約25 35分鐘，為最后一層的嫁接層。最后則進(jìn)行熱處理，將整個(gè)金屬工件8 (尚未含有金屬層82)升溫至550 650°C 持溫10 15分鐘后，爐冷至室溫后再進(jìn)行濺鍍金屬層82的制程。在本實(shí)施例中舉例了可以有兩組以上的嫁接層以及嫁接子層，且每層嫁接子層的金屬濃度都呈現(xiàn)漸變式的型態(tài)。且藉由在百格測(cè)試(ASTM D3359，刀間距l(xiāng)mm，X_Y各10格) 測(cè)試條件下，本發(fā)明有效的提升金屬層對(duì)金屬基材的附著力至大于4B (現(xiàn)有技術(shù)約;3B)，可見(jiàn)本發(fā)明實(shí)質(zhì)上確實(shí)提升了金屬層對(duì)金屬基材的附著力。綜上所述，本發(fā)明可由嫁接層增進(jìn)金屬基材與金屬層的附著力，且可更進(jìn)一步由多個(gè)嫁接子層以不同的濃度或厚度作為漸變的條件，有效的解決金屬基材上鍍覆其他金屬時(shí)，附著力不夠容易掉漆的問(wèn)題。但是，上述的具體實(shí)施方式
只是示例性的，是為了更好的使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解本專利，不能理解為是對(duì)本專利包括范圍的限制；只要是根據(jù)本專利所揭示精神的所作的任何等同變更或修飾，均落入本專利包括的范圍。
權(quán)利要求
1.一種金屬工件，其特征在于其包含 一金屬基材；以及一嫁接層，其為設(shè)置在所述金屬基材上，且該嫁接層為碳化金屬。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬工件，其特征在于所述嫁接層還包含 一第一嫁接子層，為設(shè)在所述金屬基材的一面上；以及一第二嫁接子層，為設(shè)在所述第一嫁接子層上； 胃巾，a+b = 1，c+d = 1 ει < c。
3.如權(quán)利要求1所述的金屬工件，其特征在于所述嫁接層還包含 一第一嫁接子層，為設(shè)在所述金屬基材的一面上；以及一第二嫁接子層，為設(shè)在所述第一嫁接子層上； 其中，所述第一嫁接子層的厚度小于所述第二嫁接子層。
4.如權(quán)利要求1所述的金屬工件，其特征在于所述嫁接層還包含 一第一嫁接子層，為設(shè)在所述金屬基材的所述面上；以及一第二嫁接子層，為設(shè)在所述第一嫁接子層上； 其中，所述第一嫁接子層的厚度大于所述第二嫁接子層。
5.如權(quán)利要求1所述的金屬工件，其特征在于所述嫁接層的厚度為介于1 5納米。
6.如權(quán)利要求1所述的金屬工件，其特征在于其還包含一金屬層，該金屬層設(shè)置在所述嫁接層上。
7.一種金屬工件的制造方法，其特征在于其包含下列步驟 提供一金屬基材；以電漿轟擊所述金屬基材的一面；以及以真空鍍膜法進(jìn)行反應(yīng)性鍍膜鍍制一嫁接層在所述金屬基材的所述面上，該嫁接層為碳化金屬。
8.如權(quán)利要求7所述的金屬工件的制造方法，其特征在于 其中鍍制所述嫁接層還包含下列步驟鍍制一第一嫁接子層在所述金屬基材的所述面上；以及鍍制一第二嫁接子層在所述第一嫁接子層上； 胃巾，a+b = 1，c+d = 1 ει < c。
9.如權(quán)利要求7所述的金屬工件的制造方法，其特征在于 其中鍍制所述嫁接層還包含下列步驟鍍制一第一嫁接子層在所述金屬基材的所述面上；以及鍍制一第二嫁接子層在所述第一嫁接子層上； 其中，該第一嫁接子層的厚度小于所述第二嫁接子層。
10.如權(quán)利要求7所述的金屬工件的制造方法，其特征在于其中鍍制所述嫁接層還包含下列步驟鍍制一第一嫁接子層在所述金屬基材的所述面上；以及鍍制一第二嫁接子層在所述第一嫁接子層上； 其中，所述第一嫁接子層的厚度大于所述第二嫁接子層。
11.如權(quán)利要求7所述的金屬工件的制造方法，其特征在于其中電漿轟擊或真空鍍膜的工作壓力為io-2-io_4pa。
12.如權(quán)利要求7所述的金屬工件的制造方法，其特征在于其為通入氬氣及一有機(jī)氣體作為真空鍍膜的電漿氣體。
13.如權(quán)利要求12所述的金屬工件的制造方法，其特征在于其中所述有機(jī)氣體為甲烷或乙炔。
14.如權(quán)利要求7所述的金屬工件的制造方法，其特征在于其中所述嫁接層的厚度介于1 5納米。
15.如權(quán)利要求7所述的金屬工件的制造方法，其特征在于還包含下列步驟 以真空鍍膜的方式設(shè)置一金屬層在所述嫁接層上。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種金屬工件及其制造方法，其中金屬工件包含了一金屬基材以及一嫁接層，嫁接層為以反應(yīng)性真空鍍膜的方法設(shè)在金屬基材上，且嫁接層為碳化金屬(MxCy)，嫁接層更可為一成分比例漸變或是厚度漸變的鍍層，用以提升金屬基材與鍍?cè)谄渖系慕饘俨牧系母街浴?br> 文檔編號(hào)C23C14/06GK102485942SQ20101061296
公開(kāi)日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者范淑惠, 邱耀弘 申請(qǐng)人:晟銘電子科技股份有限公司