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CN102477526B - 壳体及其制造方法 - Google Patents

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陈文荣
蒋焕梧
陈正士
张满喜
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Youo Industrial Materials (langfang) Co Ltd
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Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种壳体，该壳体包括镁或镁合金基体、依次形成于该镁或镁合金基体上的硅化镁层及颜色层，该颜色层为具有防腐蚀性能的电绝缘层。所述壳体具有良好的耐腐蚀性及装饰性外观。本发明还提供了所述壳体的制造方法，包括以下步骤：提供镁或镁合金基体；于该镁或镁合金基体上磁控溅射形成硅化镁层；于该硅化镁层上磁控溅射形成颜色层。

Description

壳体及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种壳体及其制造方法。
背景技术
真空镀膜技术（PVD）是一个非常环保的成膜技术。以真空镀膜的方式所形成的膜层具有高硬度、高耐磨性、良好的化学稳定性、与基体结合牢固以及亮丽的金属外观等优点，因此真空镀膜在铝、铝合金、镁、镁合金及不锈钢等金属基材表面装饰性处理领域的应用越来越广。
然而，由于镁或镁合金最明显的缺点是耐腐蚀差，且PVD装饰性涂层本身不可避免的会存在微小的孔隙，因此，直接于镁或镁合金基体表面镀覆诸如TiN层、TiNO层、TiCN层、CrN层、CrNO层、CrCN层或其他具有耐腐蚀性的PVD装饰性涂层，不能有效防止所述镁或镁合金基体发生电化学腐蚀，同时该PVD装饰性涂层本身也会发生异色、脱落等现象。
发明内容
鉴于此，提供一种具有良好的耐腐蚀性及装饰性外观的壳体。
另外，还提供一种上述壳体的制造方法。
一种壳体，包括镁或镁合金基体、依次形成于该镁或镁合金基体上的硅化镁层及颜色层，该颜色层为具有防腐蚀性能的电绝缘层，所述硅化镁层的厚度为300～1000nm。
一种壳体的制造方法，包括以下步骤：
提供镁或镁合金基体；
于该镁或镁合金基体上磁控溅射形成硅化镁层；
于该硅化镁层上磁控溅射形成颜色层，该颜色层为具有防腐蚀性能的电绝缘层。
经上述制造方法形成的壳体具有良好的耐腐蚀性，主要原因有如下三点：（1）由于所述颜色层为电绝缘层，使壳体不易形成发生电化学腐蚀所需要的阴极与阳极，从而提高了壳体的耐腐蚀性；（2）所述硅化镁层中的Mg-Si相与金属镁之间具有良好的互扩散性，不仅可增强硅化镁层与镁或镁合金基体之间的结合力，还可提高所述硅化镁层的致密性，如此可阻碍腐蚀性气体/液体向硅化镁层内部扩散，从而提高所述壳体的耐腐蚀性；（3）由于Mg-Si相本身具有较好的耐腐蚀性，可进一步提高所述壳体的耐腐蚀性。
此外，由于所述壳体耐腐蚀性能的提高，且该颜色层本身具有防腐蚀性能，因此可避免颜色层异色、脱落等失效现象的发生，从而使该壳体经长时间使用后仍具有较好的装饰性外观。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的壳体的剖视图。
主要元件符号说明
壳体            10
镁或镁合金基体  11
硅化镁层        13
颜色层          15
二氧化钛层      151
二氧化硅层      153
具体实施方式
请参阅图1，本发明一较佳实施例的壳体10包括镁或镁合金基体11、依次形成于该镁或镁合金基体11上的硅化镁(Mg2Si)层13及颜色层15。该壳体10可以为3C电子产品的壳体，也可为眼镜边框、建筑用件及汽车等交通工具的零部件等。
所述Mg2Si层13的厚度为300～1000nm。
所述颜色层15为具有防腐蚀性能的电绝缘层。该颜色层包括依次形成于Mg2Si层13上的二氧化钛(TiO2)层151及二氧化硅（SiO2）层153。该TiO2层151的厚度为50～150nm，该SiO2层153的厚度为50～150nm。
所述Mg2Si层13及颜色层15均可通过磁控溅射法沉积形成。可以理解，所述Mg2Si层13及颜色层15还可通过电弧离子镀膜法、蒸发镀膜法等其他真空镀膜法形成。
本发明一较佳实施例的制造所述壳体10的方法主要包括如下步骤：
提供镁或镁合金基体11，并对镁或镁合金基体11依次进行研磨及电解抛光。电解抛光后，再依次用去离子水和无水乙醇对该镁或镁合金基体11表面进行擦拭。再将擦拭后的镁或镁合金基体11放入盛装有丙酮溶液的超声波清洗器中进行震动清洗，以除去镁或镁合金基体11表面的杂质和油污等。清洗完毕后吹干备用。
对经上述处理后的镁或镁合金基体11的表面进行氩气等离子体清洗，进一步去除镁或镁合金基体11表面的油污，以改善镁或镁合金基体11表面与后续涂层的结合力。该等离子体清洗的具体操作及工艺参数可为：采用一中频磁控溅射镀膜机（图未示），将镁或镁合金基体11放入该镀膜机的镀膜室内的工件架上，对该镀膜室进行抽真空处理至真空度为8.0×10-3Pa，以250～500sccm（标准状态毫升/分钟）的流量向镀膜室中通入纯度为99.999%的氩气，于镁或镁合金基体11上施加-500～-800V的偏压，对镁或镁合金基体11表面进行等离子体清洗，清洗时间为3～10min。
在对镁或镁合金基体11进行等离子体清洗后，于该镁或镁合金基体11上形成Mg2Si层13。形成该Mg2Si层13的具体操作及工艺参数如下：以氩气为工作气体，调节氩气流量为150～300sccm，设置占空比为30%～70%，于镁或镁合金基体11上施加-50～-300V的偏压，并加热镀膜室至50～150℃（即溅射温度为50～150℃）；开启已安装于该镀膜机内的硅化镁（Mg2Si）靶材的电源，设置其功率为5～10kw，沉积Mg2Si层13。沉积该Mg2Si层13的时间为30～120min。
形成所述Mg2Si层13后，于该镁或镁合金基体11上形成颜色层15，该颜色层15包括依次形成于该Mg2Si层13上的TiO2层151及SiO2层153。形成所述颜色层15的的具体操作及工艺参数如下：
关闭所述硅化镁靶材的电源，以氧气为反应气体，向镀膜室内通入流量为10～80sccm的氧气，保持所述氩气的流量、施加于镁或镁合金基体11的偏压及溅射温度不变，开启已安装于所述镀膜室内钛（Ti）靶的电源，设置其功率为5～10kw，于所述Mg2Si层13上沉积TiO2层151。沉积该TiO2层151的时间为2～30min。
形成该TiO2层151后，保持所述氩气的流量、氧气的流量、施加于镁或镁合金基体11的偏压及溅射温度不变，开启已安装于镀膜室内的硅（Si）靶的电源，设置其功率为5～10kw，于所述TiO2层151上沉积SiO2层153。沉积该SiO2层153的时间为2～30min。
经上述制造方法形成的壳体10具有良好的耐腐蚀性，主要原因有如下三点：（1）由于所述TiO2层151及SiO2层153为绝缘层，使壳体10不易形成发生电化学腐蚀所需要的阴极与阳极，从而提高了壳体10的耐腐蚀性；（2）所述Mg2Si层13中的Mg-Si相与金属镁之间具有良好的互扩散性，不仅可增强Mg2Si层13与镁或镁合金基体11之间的结合力，还可提高所述Mg2Si层13的致密性，如此可阻碍腐蚀性气体/液体向Mg2Si层13内部扩散，从而提高所述壳体10的耐腐蚀性；（3）所述Mg-Si相本身具有较好的耐腐蚀性，可进一步提高所述壳体10的耐腐蚀性。
此外，由于所述壳体10耐腐蚀性能的提高，且该颜色层15本身具有防腐蚀性，因此可避免颜色层15异色、脱落等失效现象的发生，从而使该壳体10经长时间使用后仍具有较好的装饰性外观。
另外，在保证具有较好的结合力、耐腐蚀性的同时，还可通过对反应气体氧气的流量及沉积时间的控制来改变颜色层15的成分，从而使颜色层15呈现出绿色、蓝色、黄色及红色等颜色以及上述颜色的过渡色，以丰富所述壳体10的装饰性外观。

Claims (7)

1.一种壳体，包括镁或镁合金基体及形成于该镁或镁合金基体上的颜色层，其特征在于：该颜色层为具有防腐蚀性能的电绝缘层，该壳体还包括形成于所述镁或镁合金基体与颜色层之间的硅化镁层，所述颜色层包括依次形成于硅化镁层上的二氧化钛层及二氧化硅层，所述硅化镁层的厚度为300～1000nm。
2.如权利要求1所述的壳体，其特征在于：二氧化钛层的厚度为50～150nm，所述二氧化硅层的厚度为50～150nm。
3.如权利要求1所述的壳体，其特征在于：所述硅化镁层及颜色层以磁控溅射镀膜法、电弧离子镀膜法或蒸发镀膜法形成。
4.一种壳体的制造方法，包括以下步骤：
提供镁或镁合金基体；
于该镁或镁合金基体上磁控溅射形成硅化镁层；
于该硅化镁层上磁控溅射形成颜色层，该颜色层为具有防腐蚀性能的电绝缘层，磁控溅射所述颜色层包括依次溅射二氧化钛层及二氧化硅层的步骤。
5.如权利要求4所述的壳体的制造方法，其特征在于：磁控溅射所述硅化镁层以如下方式实现：以氩气为工作气体，其流量为150～300sccm，设置占空比为30％～70％，于镁或镁合金基体上施加-50～-300V的偏压，以硅化镁靶为靶材，设置其电源功率为5～10kw，溅射温度为50～150℃，溅射时间为30～120min。
6.如权利要求4所述的壳体的制造方法，其特征在于：磁控溅射形成所述二氧化钛层以如下方式实现：以氩气为工作气体，其流量为150～300sccm，以氧气为反应气体，其流量为10～80sccm，于镁或镁合金基体施加-50～-180V的偏压，以钛靶为靶材，设置其电源功率为5～10kw，溅射温度为50～150℃，溅射时间为2～30min。
7.如权利要求4所述的壳体的制造方法，其特征在于：磁控溅射形成所述二氧化硅层以如下方式实现：以氩气为工作气体，其流量为150～300sccm，以氧气为反应气体，其流量为10～80sccm，于镁或镁合金基体施加-50～-180V的偏压，以硅靶为靶材，设置其电源功率为5～10kw，溅射温度为50～150℃，溅射时间为2～30min。
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