一种耐磨防粘黑色复合膜及其制备方法与流程

本发明涉及钟表材料强化，更具体地说，涉及一种耐磨防粘黑色复合膜及其制备方法。

背景技术：

1、钟表零件，如手表的表壳、表带、底盖及圈口等一般采用奥氏体不锈钢材料制造。奥氏体不锈钢，具有良好的耐蚀性能，但色泽单一且易氧化变色，一般需要进行装饰性镀膜处理。

2、黑色膜，因庄重、大气、美观在高端手表中常被采用。现有的黑色膜材质，一般是采用pvd的方法，在不锈钢表面直接镀tic或cr-cr2o3等，但存在一定的缺点，包括：

3、(1)膜层与不锈钢底层结合力不好，膜层脱落后会露出白底的基层，严重影响外观；

4、(2)膜层较粗糙，易粘附脏物；

5、(3)膜层存在色泽不均现象。

6、而手表零件对膜层质量的要求是：(1)耐磨性好，表面硬度要求达到1000hv以上；(2)膜层与基材的结合力要好，能通过钟表零件的结合力检测；(3)防腐性能好，耐标准盐雾时间不低于72小时；(4)膜层要光滑，并具有一定的防粘性能。(5)膜层色泽均匀，一致性好。

7、因此，常规技术所制造的黑色膜，无法满足上述要求，仍然存在结合力差、粗糙、色泽不均匀等缺陷。

技术实现思路

1、为解决上述缺陷，本发明提供一种耐磨防粘黑色复合膜，应用于钟表零件的奥氏体不锈钢表面，包括在钟表零件中所述奥氏体不锈钢表面上形成的由内至外依次排列且互相之间材料互渗的cr-nb-si层、cr-nb-si-n-c复合层、sic-sin-导电sio2复合膜层和导电sio2层；

2、其中，所述奥氏体不锈钢表面与所述耐磨防粘黑色复合膜，以及所述耐磨防粘黑色复合膜内各层的材料互渗，基于相邻的层与层之间所具有的如下特征：

3、a、所述奥氏体不锈钢表面、所述cr-nb-si层和所述cr-nb-si-n-c复合层之中均含有cr元素；且所述cr-nb-si层中的cr元素的含量大于所述奥氏体不锈钢表面；

4、b、所述cr-nb-si层和所述cr-nb-si-n-c复合层之中均含有nb元素；

5、c、所述cr-nb-si层、所述cr-nb-si-n-c复合层、所述sic-sin-导电sio2复合膜层和所述导电sio2层之中均含有si元素；

6、d、所述cr-nb-si-n-c复合层和所述sic-sin-导电sio2合膜层之中均含有n元素和c元素；

7、e、所述sic-sin-导电sio2复合膜层和所述导电sio2层中均含有sio2成分。

8、此外，为解决上述缺陷，本发明还提供一种如上述所述耐磨防粘黑色复合膜的制备方法，包括：

9、对奥氏体不锈钢表面进行cr-nb-si共渗处理，形成cr-nb-si层；

10、在所述奥氏体不锈钢表面的所述cr-nb-si层基础上进行cr-nb-si-n-c复合渗处理，构成cr-nb-si-n-c复合层；

11、对所述cr-nb-si-n-c复合层进行抛光和活化，并进行表面的sic-sin-导电sio2复合膜的镀膜处理，形成sic-sin-导电sio2复合膜层；

12、在进行所述sic-sin-导电sio2复合膜的镀膜处理后，进行导电sio2镀膜处理，形成导电sio2层，即得到所述耐磨防粘黑色复合膜。

13、优选地，所述对奥氏体不锈钢表面进行cr-nb-si共渗处理，形成cr-nb-si层，包括：

14、以cr-nb-si复合材料为镀膜的第一标靶材料，采用双阴极直流双电源，在氩气保护下进行共渗处理，形成所述cr-nb-si层；

15、优选地，所述cr-nb-si复合材料中，包括如下重量份数的组分：

16、cr为85-95；

17、nb为2-5；

18、si为3-10；优选地，双阴极直流双电源的电极接法为：其中一阴极电源的阴极接作为所述第一标靶材料的所述cr-nb-si复合材料，作为源极；另一阴极电源的阴极接工件，作为阴极；其阳极接真空炉壁，接地；

19、优选地，所述cr-nb-si共渗处理时，所述双阴极直流双电源的电源参数为：所述源极的工作电压为750v-850v；所述阴极的工作电压500v-600v；

20、优选地，双阴极直流双电源的温度参数为：550℃-650℃；

21、优选地，所述cr-nb-si共渗处理时，所述真空炉内真空度在10-1pa-10-3pa；

22、优选地，所述cr-nb-si共渗处理时，保温时间为20分钟-30分钟；

23、优选地，所述cr-nb-si层的厚度为5微米-10微米。

24、优选地，所述在所述奥氏体不锈钢表面的所述cr-nb-si层基础上进行cr-nb-si-n-c复合渗处理，构成cr-nb-si-n-c复合层，包括：

25、向真空炉中注入n2和c2h2，再注入氩气；

26、采用cr-nb-si共渗处理中的第一标靶材料、电极接法、电源参数和温度参数，保温20分钟-30分钟，形成所述cr-nb-si-n-c复合层；

27、优选地，所述cr-nb-si-n-c复合层的厚度为10微米-20微米。

28、优选地，向所述真空炉中注入的n2和c2h2的体积比为1:4。

29、优选地，所述对所述cr-nb-si-n-c复合层进行抛光和活化的步骤中，所述抛光为机械抛光；

30、所述活化的步骤为，通过活化液浸泡进行活化；

31、优选地，浸泡时间为3分钟-10分钟。

32、优选地，所述活化液中包括如下以重量份数的组分：

33、盐酸3-5；

34、硝酸2-4；

35、氟化钠2-4；

36、水87-93。优选地，所述进行表面的sic-sin-导电sio2复合膜的镀膜处理，包括：

37、以sic-sin-导电sio2复合材料为镀膜的第二标靶材料，采用中频恒压镀膜电源进行镀膜处理，向真空炉内注入n2和c2h2，再注入ar气，形成sic-sin-导电sio2复合膜层；

38、优选地，所述sic-sin-导电sio2复合材料中，包含如下重量份数的组分：sic为40-50，sin为48-55，导电sio2为3-5；

39、优选地，进行表面的sic-sin-导电sio2复合膜的镀膜处理时，所述真空炉内真空度在10-1pa-10-3pa；

40、优选地，进行表面的sic-sin-导电sio2复合膜的镀膜处理时，保温时间为20分钟-30分钟；

41、优选地，进行表面的sic-sin-导电sio2复合膜的镀膜处理时，温度参数为：180℃-240℃；

42、优选地，所形成的所述sic-sin-导电sio2复合膜的厚度为1微米-3微米。

43、优选地，进行表面的sic-sin-导电sio2复合膜的镀膜处理时，所述中频恒压镀膜电源的电极接法为：电源正极接工件，负极接所述第二标靶材料；

44、优选地，所述中频恒压镀膜电源的电源参数为：工作电压为600v；工作频率为6khz-14khz。

45、优选地，所述在进行所述sic-sin-导电sio2复合膜的镀膜处理后，进行导电sio2镀膜处理，形成导电sio2层，即得到所述耐磨防粘黑色复合膜，包括：

46、以导电sio2为镀膜的第三标靶材料，以氩气为保护气体，采用中频恒压镀膜电源，在真空炉内进行导电sio2镀膜处理，形成所述导电sio2层，即得到所述耐磨防粘黑色复合膜；

47、优选地，进行导电sio2镀膜处理时，所述中频恒压镀膜电源的电极接法为：电源正极接工件，负极接所述第三标靶材料；

48、优选地，进行导电sio2镀膜处理时，所述中频恒压镀膜电源的电源参数为：电压600v；频率6khz-14khz；

49、优选地，进行导电sio2镀膜处理时，所述真空炉内真空度在10-1pa-10-3pa；

50、优选地，进行导电sio2镀膜处理时，保温时间为：20分钟-30分钟；

51、优选地，进行导电sio2镀膜处理时，温度参数为：180℃-240℃。

52、本发明提供一种耐磨防粘黑色复合膜及其制备方法。其中，所述耐磨防粘黑色复合膜包括：在奥氏体不锈钢表面上形成的由内至外依次排列且互相之间材料互渗的cr-nb-si层、cr-nb-si-n-c复合层、sic-sin-导电sio2复合膜层和导电sio2层。本发明所提供的耐磨防粘黑色复合膜具有耐磨性能良好、膜层光滑且具有防粘性能、色泽均匀、稳定、一致性好，以及防腐性能好的特点，钟表的奥体式不锈钢表面与耐磨防粘黑色复合膜之间，以及耐磨防粘黑色复合膜内相邻不同层之间均具有良好的结合力，能够更好的满足手表零件耐磨、防锈、不粘、不脱层和色泽均匀等多种综合性能要求。