一種靶材和利用靶材在鋁或鋁合金基材上鍍膜的工藝方法

2023-12-05 05:26:21 2

專利名稱：一種靶材和利用靶材在鋁或鋁合金基材上鍍膜的工藝方法
技術領域：
本發明涉及一種靶材和利用靶材在鋁或鋁合金基材上鍍膜的工藝方法，特別在汽 車輪轂鍍膜應用。
背景技術：
隨著全球汽車輪轂銷售量的急驟提高，輪轂市場對輪轂的塗裝品質與塗裝前的預 處理要求也愈趨重視。其中金屬皮膜劑(也稱靶材)是工件預處理過程中十分重要的藥劑 之一。在目前金屬表面處理藥劑市場上針對鋁或鋁合金製品的最佳皮膜劑只有鉻酸，但鉻 酸本身屬於重金屬高汙染物質，是與當今社會環保要求相違背的。其次鉻酸還會導致輪轂 在預處理過程中藥劑的殘留，使得輪轂在後續塗裝過程中產生漆膜附著不良而影響產品品 質。研究人員一直致力於新工藝和新材料的開發，期待能取代了鉻酸皮膜劑，滿足環 保和品質的雙重要求。

發明內容
為了彌補以上不足，本發明提供一種靶材，能取代現有的鉻酸皮膜劑，既達到環保 又滿足品質要求，同時又提供一種利用靶材在鋁或鋁合金基材上鍍膜的工藝方法。本發明提供的一種靶材，其技術方案是這樣實現一種靶材，用於鋁或鋁合金基材 鍍膜，由以下組份和重量含量組成碳0.06-0.10%鎳9. 0-9. 5%鉻17. 5-18.0%錳1.80-2.20%矽0.80-1.20%硫0.01-0. 05%磷0.043-0. 048%鉬2.38-2. 42%鎢0.0001-0. 0005%銅0.08-0. 12%礬0.04-0. 08%鐵餘量O本發明又提供一種利用靶材在鋁或鋁合金基材上鍍膜的工藝方法，其技術方案是 按照以下步驟實現第一步，對該基材表面進行預處理1)打磨基材表面使之平整；幻對基材除油處理；3)用自來水清洗；4)用R.0水清洗；5)用高壓過濾空氣吹乾；6)烘乾；第二步，PVD工藝1)按照如下組份和重量含量，配置所需靶材碳0.06-0.10%鎳9.0-9.5%鉻17.5-18.0%錳1.80-2.20%矽0.80-1.20%硫0.01-0.05%憐0.043-0.048%鉬2.38-2.42%鶴0.0001-0.0005%銅0.08-0.12%礬0.04-0.08%鐵餘量；2)將上述靶材裝入真空濺鍍設備中；3)採用真空磁控陰極濺射方法將該靶材鍍於該基材表面，濺鍍前爐內真空度為 3. 0_4mTorr，濺鍍時氬氣量為25-60R，採用直流電轟擊，電壓為180-200V，電流為10-15A。作為本發明的進一步改進，該第二步的PVD工藝中，該濺鍍時間為210-250秒。上述技術方案中，PVD(Physical Vapor D印osition)中文含義就是物理氣相沉 積。「mTorr」為毫託，「託」為真空(壓強)單位，1託等於1毫米水銀柱的壓強，即ITorr = ImmHg = 133pa。上述第一步中，R. 0水是一種不含礦物質的純淨水。上述第二步中，所述真空磁控陰極濺射方法的原理主要利用輝光放電將氬氣離子 撞擊靶材的負電極表面，這個衝擊將使靶材的原子飛出而沉積在基板上薄膜。本發明的有益技術效果所述靶材應用於汽車輪轂濺鍍，替代了現有鉻酸皮膜劑， 解決了鉻酸重金屬的高汙染問題，同時也解決了在後續塗裝過程中產生漆膜附著不良的問 題。


圖1為本發明的操作流程圖。
具體實施例方式結合圖1，以下作詳細描述利用靶材應用在汽車輪轂(基材)上鍍膜的工藝方法，其實施步驟如下第一步，對該基材表面進行預處理1)打磨輪轂表面使之平整，工件在打磨過程中，可先採用240號的粗砂紙進行局 部初步打磨，之後用400號的細砂紙進行仔細打磨與修復使其工件表面平整無凹凸感；2)對該輪轂工件除油處理；6
3)5次用自來水清洗；4)2次用R.0水清洗；5)用高壓過濾空氣吹乾；6)烘乾；第二步，PVD工藝1)按照如下組份和重量含量，配置所需靶材碳鎳鉻錳矽0.8% 9.2% 17.8% 2.0% 1.0%硫 磷 鉬 鎢 銅 礬 鐵0.03% 0.045% 2. 40% 0. 003% 0. 10% 0. 06% 餘量2)將上述靶材裝入真空濺鍍設備中；3)採用真空磁控陰極濺射方法將該靶材鍍於該輪轂基材表面，濺鍍前爐內真空 度為3. O-^iTorr，濺鍍時氬氣量為25-60R，採用直流電轟擊，電壓為180-200V，電流為 10-15A，該濺鍍時間為210-250秒。具體操作是將工件掛入真空腔體後設備自動進入抽真空狀態，當真空度達到 3. 0-4mTorr時，操作員將濺鍍按扭倒向開的狀態，氬氣進入腔體，該設備開始濺鍍，同時操 作員根據要求調整電壓在180-200V之間，濺鍍時間為210秒完成整個PVD流程。現有技術中的鉻酸為液體狀，使用量大，需要把整個工件浸泡在其中，在定期或質 變的情況下需要排放，對環境造成汙染。而本發明的該靶材中所含的鉻為固體狀，任何時候 都不會有排放或意外事故，導致鉻對環境的汙染。
權利要求
1. 一種靶材，用於鋁或鋁合金基材鍍膜，其特徵在於，由以下組份和重量含量組成碳0. 06-0. 10%鎳9. 0-9.5%鉻17. 5-18.0%錳1.80-2. 20%桂0. 80-1.20%硫0.01-0. 05%磷0. 043-0. 048%鉬2.38-2. 42%鎢0. 0001-0. 0005%銅0. 08-0. 12%礬0. 04-0. 08%鐵錢0
2. 一種利用如權利要求1所述的靶材在鋁或鋁合金基材上鍍膜的工藝方法，其特徵在 於，包括以下步驟第一步，對該基材表面進行預處理1)打磨基材表面使之平整；2)對基材除油處理；3)用自來水清洗；4)用R.0水清洗；5)用高壓過濾空氣吹乾；6)烘乾；第二步，PVD工藝1)按照如下組份和重量含量，配置所需靶材碳0.06-0.10%鎳9.0-9.5%鉻17· 5-18· 0%,錳1.80-2.20%矽0.80-1.20%硫0.01-0.05%磷0.043-0.048%鉬2.38-2.42%鶴0. 0001-0. 0005%銅0.08-0.12%礬0.04-0.08%鐵餘量；2)將上述靶材裝入真空濺鍍設備中；3)採用真空磁控陰極濺射方法將該靶材鍍於該基材表面，濺鍍前爐內真空度為 3. 0_4mTorr，濺鍍時氬氣量為25-60R，採用直流電轟擊，電壓為180-200V，電流為10-15A。
3.如權利要求2所述的一種利用該靶材在鋁或鋁合金基材上鍍膜的工藝方法，其特徵 在於，該第二步的PVD工藝中，該濺鍍時間為210-250秒。
全文摘要
一種在鋁或鋁合金基材上鍍膜的工藝方法，首先對基材表面進行預處理，再按重量配比配置靶材0.06-0.10％碳、9.0-9.5％鎳、17.5-18.0％鉻、1.80-2.20％錳、0.80-1.20％矽、0.01-0.05％硫、0.043-0.048％磷、2.38-2.42％鉬、0.0001-0.0005％鎢、0.08-0.12％銅、0.04-0.08％礬和餘量鐵，再將靶材裝入真空濺鍍設備中，最後採用真空磁控陰極濺射方法將靶材鍍於基材表面，濺鍍前爐內真空度為3.0-4mTorr，濺鍍時氬氣量為25-60R，採用直流電轟擊，電壓為180-200V，電流為10-15A，本發明既達到環保又滿足品質要求。
文檔編號C23C14/35GK102051532SQ20091021282
公開日2011年5月11日 申請日期2009年10月29日 優先權日2009年10月29日
發明者黃水祥 申請人:御林汽配(崑山)有限公司