专利名称：被覆件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种被覆件及其制造方法，特别涉及一种镁或镁合金的被覆件及其制造方法。
背景技术：
镁及镁合金由于质量轻、散热性佳、电磁屏蔽性好等优点，广泛应用于3C产品的被覆件、汽车及航空等领域。但镁及镁合金最明显的缺点是耐腐蚀差，暴露于自然环境中会引起表面快速腐蚀。提高镁及镁合金被覆件耐腐蚀性的方法通常是在其表面形成保护性的涂层。传统的阳极氧化、铬酸盐转化膜技术及电镀等在镁及镁合金表面形成保护性涂层的方法存在生产工艺复杂、效率低、环境污染严重等缺点。而真空镀膜(PVD)技术虽是一种非常环保的镀膜工艺，且可镀制的膜层种类丰富、耐磨性能优异，但PVD工艺沉积的膜层往往是以柱状晶形态生长，因此膜层存在大量的晶间间隙，导致膜层致密性不够而对铝合金的耐腐蚀性能的提高有限。
发明内容
鉴于此，提供一种具有较好的耐腐蚀性的镁或镁合金的被覆件。另外，还提供一种上述被覆件的制造方法。一种被覆件，包括镁或镁合金基体、依次形成于该镁或镁合金基体上的第一镁锡合金层、锡层、第二镁锡合金层、镁层及Mg-N层。—种被覆件的制造方法，其包括如下步骤提供镁或镁合金基体；以锡靶为靶材，于所述镁或镁合金基体表面磁控溅射锡层，溅射温度为100 150°C，溅射时间为10 60min ；在该锡层的溅射过程中，该锡层与镁或镁合金基体界面处的金属锡向镁或镁合金基体扩散，于镁或镁合金基体与锡层之间形成第一镁锡合金层；以镁靶为靶材，于所述锡层上磁控溅射镁层，溅射温度为100 150°C ；在该镁层的溅射过程中，所述锡层与镁层界面处的金属锡向镁层扩散，于锡层与镁层之间形成第二镁锡合金层；以镁靶为靶材，氮气为反应气体，于该镁层上磁控溅射Mg-N层。经上述制造方法制得的被覆件具有良好的耐腐蚀性，其原因有如下三点(1)所述第一镁锡合金层及第二镁锡合金层的形成可提高被覆件的电化学电位，使被覆件不易发生电化学腐蚀；( 在溅射所述锡层及镁层的过程中，金属锡向镁或镁合金基体及镁层扩散，可减少镁或镁合金基体的空隙缺陷，同时增强被覆件表面膜层的致密性，如此可延缓耐腐蚀性气体和\或液体向膜层内的扩散；(3)所述Mg-N层具有良好的耐腐蚀性，对所述被覆件具有良好的防护作用。由于金属镁及锡之间具有较好的相容性及结合力，所述锡层及镁层的形成可有效增强所述被覆件的各膜层之间的结合力，如此使得所述被覆件具有较好的耐磨性。
图1是本发明较佳实施方式被覆件的剖视示意图。主要元件符号说明被覆件10镁或镁合金基体11第一镁锡合金层12锡层13第二镁锡合金层14镁层15Mg-N 层1具体实施例方式请参阅图1，本发明一较佳实施例的被覆件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表面的第一镁锡合金层12、锡层13、第二镁锡合金层14、镁层15及镁氮化合物(Mg-N)层17。所述锡层13、镁层15及Mg-N层17均通过磁控溅射镀膜法形成。所述锡层13及镁层15的形成可提高所述被覆件10的各膜层之间的结合力。所述镁层15的厚度为0. 2 0. 5 μ m。所述Mg-N层17的厚度为0. 2 2. 0 μ m。所述第一镁锡合金层12是在所述锡层13的形成过程中，锡层13与镁或镁合金基体11界面处的金属锡向镁或镁合金基体11中扩散而形成。所述第二镁锡合金层14是在所述锡层13的形成过程中，锡层13与镁层15界面处的金属锡向镁层15中扩散而形成。所述被覆件10的制造方法主要包括如下步骤提供镁或镁合金基体11，该镁或镁合金基体11可以通过冲压成型得到，其具有待制得的被覆件10的结构。将所述镁或镁合金基体11放入盛装有乙醇及/或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。清洗完毕后烘干备用。再对镁或镁合金基体11的表面进行氩气等离子清洗，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。对镁或镁合金基体11的表面进行氩气等离子清洗的方法包括如下步骤采用一真空镀膜机(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，抽真空该镀膜室至真空度为8. OX 10_3Pa，以300 600sCCm(标准状态毫升/分钟)的流量向镀膜室内通入纯度为 99. 999%的氩气(工作气体)，于镁或镁合金基体11上施加-300 -800V的偏压，对镁或镁合金基体11表面进行等离子清洗，清洗时间为3 lOmin。完成所述等离子清洗后，调节氩气流量至100 300sCCm，设置占空比为30 50%，设置所述工件架的公转速度为0. 5 3. Or/min (revolution per minute，转/分钟)， 加热所述镀膜室至100 150°C (即溅射温度为100 150°C )；开启已置于所述真空镀膜机中的锡靶的电源，并设定其功率为5 10kw，于镁或镁合金基体11上施加-50 -300V 的偏压，沉积所述锡层13。沉积该锡层13的时间为10 60min。由于金属锡具有低温快速扩散的特点，在形成所述锡层13的过程中，锡层13与镁或镁合金基体11界面处的金属锡向镁或镁合金基体11扩散，并在所述界面处形成所述第一镁锡合金层12。完成所述锡层13的沉积后，关闭所述锡靶的电源，保持所述氩气流量、占空比及溅射温度不变，开启已安装于所述镀膜室内的镁靶的电源，设置其功率为5 10kw，沉积所述镁层15，沉积该镁层15的时间为10 30min。同理，由于金属锡的低温快速扩散性，在形成所述镁层15的过程中，锡层13与镁层15界面处的金属锡也会向镁层15扩散，并在所述界面处形成所述第二镁锡合金层14。于该镁层15上形成Mg-N层17。制备该Mg-N层17时，保持所述氩气流量、占空比、溅射温度、镁靶的电源功率及施加于镁或镁合金基体11的偏压不变，向镀膜室中通入流量为30 80SCCm的反应气体氮气，沉积Mg-N层17。沉积该Mg-N层17的时间为30 120mino经上述制造方法制得的被覆件10具有良好的耐腐蚀性，其原因有如下三点(1) 所述第一镁锡合金层12及第二镁锡合金层14的形成，可提高被覆件10的电化学电位，使被覆件10不易发生电化学腐蚀；(2)在溅射形成所述锡层13及镁层15的过程中，金属锡向镁或镁合金基体11及镁层15扩散，可减少镁或镁合金基体11的空隙缺陷，同时增强被覆件10表面膜层的致密性，如此可延缓耐腐蚀性气体和\或液体向膜层内的扩散；(3)所述Mg-N层17具有良好的耐腐蚀性，对所述被覆件10具有良好的防护作用。由于金属镁及锡之间具有较好的相容性及结合力，所述锡层13及镁层15的形成可有效增强所述被覆件10的各膜层之间的结合力，如此使得所述被覆件10具有较好的耐磨性。
权利要求
1.一种被覆件，包括镁或镁合金基体，其特征在于该被覆件还包括依次形成于该镁或镁合金基体上的第一镁锡合金层、锡层、第二镁锡合金层、镁层Mg-N层。
2.如权利要求1所述的被覆件，其特征在于所述锡层、镁层及Mg-N层均通过磁控溅射镀膜法形成。
3.如权利要求2所述的被覆件，其特征在于所述第一镁锡合金层由锡层与镁或镁合金基体界面处的金属锡向镁或镁合金基体扩散而形成，所述第二镁锡合金层由锡层与镁层界面处的金属锡向镁层扩散而形成。
4.如权利要求1所述的被覆件，其特征在于所述镁层的厚度为0.2 0. 5 μ m，所述 Mg-N层的厚度为0. 2 2. 0 μ m。
5.一种被覆件的制造方法，其包括如下步骤提供镁或镁合金基体；以锡靶为靶材，于所述镁或镁合金基体表面磁控溅射锡层，溅射温度为100 150°C， 溅射时间为10 60min ；在该锡层的溅射过程中，该锡层与镁或镁合金基体界面处的金属锡向镁或镁合金基体扩散，于镁或镁合金基体与锡层之间形成第一镁锡合金层；以镁靶为靶材，于所述锡层上磁控溅射镁层，溅射温度为100 150°C ；在该镁层的溅射过程中，所述锡层与镁层界面处的金属锡向镁层扩散，于锡层与镁层之间形成第二镁锡合金层；以镁靶为靶材，氮气为反应气体，于该镁层上磁控溅射Mg-N层。
6.如权利要求5所述的被覆件的制造方法，其特征在于溅射所述锡层的工艺参数为 以氩气为工作气体，氩气的流量为100 300sCCm，设置锡靶的电源功率为5 10kw，于镁或镁合金基体上施加-50 -300V的偏压，溅射温度为100 150°C，溅射时间为10 60mino
7.如权利要求5所述的被覆件的制造方法，其特征在于溅射所述镁层的工艺参数为 以氩气为工作气体，氩气的流量为100 300SCCm，于镁或镁合金基体上施加-50 -300V 的偏压，以镁靶为靶材，其电源功率为5 10kw，溅射温度为100 150°C，溅射时间为10 30mino
8.如权利要求5所述的被覆件的制造方法，其特征在于溅射所述Mg-N层的工艺参数为氮气的流量为10 120SCCm，以氩气为工作气体，氩气的流量为100 300SCCm，于镁或镁合金基体上施加-50 -300V的偏压，以镁靶为靶材，其电源功率为5 10kw，溅射温度为100 150°C，溅射时间为30 120min。
9.如权利要求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还包括在进行磁控溅射所述锡层前对所述镁或镁合金基体进行超声波清洗及等离子清洗的步马聚ο
全文摘要
一种被覆件，包括镁或镁合金基体、依次形成于该镁或镁合金基体上的第一镁锡合金层、锡层、第二镁锡合金层、镁层及Mg-N层。所述被覆件具有较好的耐腐蚀性及耐磨性。本发明还提供了上述被覆件的制造方法。
文档编号C23C14/06GK102477528SQ20101056095
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月26日 优先权日2010年11月26日
发明者张新倍, 张满喜, 蒋焕梧, 陈文荣, 陈正士 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司