一種制造色彩涂覆襯底的方法及色彩涂覆襯底技術(shù)

一種制造色彩涂覆襯底的方法及色彩涂覆襯底，所述制造色彩涂覆襯底的方法包括將基層沉積在襯底上以形成第一涂覆襯底。然后，將氮化鉻層沉積在所述第一涂覆襯底上以形成第二涂覆襯底。所述氮化鉻的氮原子百分?jǐn)?shù)小于約45原子百分?jǐn)?shù)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

在至少一個方面，本專利技術(shù)涉及具有銀或不銹鋼外表的涂覆襯底。
技術(shù)介紹
為了裝飾用途而使金屬部分金屬化通常使用多種濕化學(xué)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。這些應(yīng)用的實(shí)例包括浴室應(yīng)用(例如，水龍頭)、汽車應(yīng)用等。對于這些應(yīng)用而言，一種尤其有用的涂覆工藝涉及將鉻涂敷到襯底表面。現(xiàn)有技術(shù)鍍鉻工藝首先要對襯底進(jìn)行清洗和漂洗。在典型工藝中，會先將襯底沉浸在鍍鉻槽中，隨后施用電流來開始涂覆工藝。就此，已知的是同時(shí)使用三價(jià)鉻和六價(jià)鉻的工藝。三價(jià)鉻和六價(jià)鉻電鍍方法并不理想，因?yàn)榇祟惞に囯y以處理、成本較高并且管制嚴(yán)格。因此，涂覆金屬襯底而不使用三價(jià)或六價(jià)鉻的改進(jìn)方法是必要的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
在至少一個實(shí)施例中，本專利技術(shù)通過提供一種制造色彩涂覆襯底的方法解決了現(xiàn)有技術(shù)中的一個或多個問題。所述方法包括提供待涂覆的襯底的步驟。然后，將基層沉積在所述襯底上以形成第一涂覆襯底。接著，將氮化鉻層沉積在所述第一涂覆襯底上以形成所述色彩涂覆襯底。所述方法的特征在于，所述氮化鉻層的氮原子百分?jǐn)?shù)小于約45原子百分?jǐn)?shù)。 在另一個實(shí)施例中，提供一種在陰極電弧沉積系統(tǒng)中制造色彩涂覆襯底的方法。所述方法的特征在于，所述陰極電弧沉積系統(tǒng)包括置于沉積室中的含鉻金屬靶，以及置于所述沉積室中的至少一個襯底。所述方法包括將惰性氣體引入所述沉積室，隨后在所述沉積室中引發(fā)電弧，以將鉻從所述含鉻金屬靶中去除。將該金屬沉積在所述襯底上，從而在所述襯底上形成鉻基層。將氮?dú)庖胨龀练e室，以將氮化鉻沉積在所述基層上，從而形成所述色彩涂覆襯底。所述氮化鉻的氮原子百分?jǐn)?shù)小于約45原子百分?jǐn)?shù)。本專利技術(shù)的另一個實(shí)施例提供了一種色彩涂覆襯底，包括襯底；設(shè)置在所述襯底上方的鉻基層；以及設(shè)置在所述基層上方的氮化鉻層，所述氮化鉻層的氮原子百分?jǐn)?shù)小于約45原子百分?jǐn)?shù)。附圖說明圖1是示出了一種制造色彩涂覆襯底的方法的示意流程圖；以及圖2是用于涂覆襯底的陰極電弧涂覆設(shè)備的示意圖。具體實(shí)施例方式現(xiàn)將詳細(xì)參考本專利技術(shù)目前優(yōu)選的組合、實(shí)施例和方法，所述組合、實(shí)施例和方法構(gòu)成專利技術(shù)人目前已知的實(shí)踐本專利技術(shù)的最佳模式。附圖不必按比例繪制。但應(yīng)理解，所披露的實(shí)施例只是本專利技術(shù)的示例性實(shí)施例，其可以通過多種形式和替代形式實(shí)施。因此，本文中所披露的具體細(xì)節(jié)并非解釋為限定性的，而只是表示本專利技術(shù)任一方面和/或用于教示所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員以多種方式使用本專利技術(shù)。除非在實(shí)例中或另外明確指明，否則本說明書中表示材料的量或者反應(yīng)和/或使用條件的所有數(shù)量都應(yīng)理解為在描述本專利技術(shù)的最大范圍時(shí)使用字詞“約”進(jìn)行修飾。通常優(yōu)選的是，在所述數(shù)值限制范圍內(nèi)進(jìn)行實(shí)踐。此外，除非明確說明情況相反，否則百分?jǐn)?shù)、“……的部分”以及比值均按重量計(jì)算；如果將一組或一類材料描述成適用于或優(yōu)選用于本專利技術(shù)的指定目的，則表示該組或該類材料中任何兩種或更多材料的混合物是同樣適用的或優(yōu)選的；使用化學(xué)術(shù)語描述的成分是指，添加到說明書中指定的任何組合時(shí)的成分，而不必排除混合之后混合物的成分之間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)；縮略詞或其他縮寫詞的第一次定義適用于隨后在本文中使用的所有相同縮寫詞，并且根據(jù)初次定義的縮寫詞的正常語法變化進(jìn)行修正；以及，除非明確說明情況相反，否則，對性質(zhì)的測量由此前或此后所提到的用于這種性質(zhì)的同種技術(shù)來確定。還應(yīng)理解，本專利技術(shù)并不限于下文描述的具體實(shí)施例和方法，因?yàn)榫唧w部件和/或條件顯然可以是不同的。此外，本文中使用的術(shù)語只用于描述本專利技術(shù)的特定實(shí)施例，而并不旨在限制本專利技術(shù)。必須注意，除非本文中另外指明，否則說明書和所附權(quán)利要求書中使用的單數(shù)形式“一”、“一個”和“所述”包括復(fù)數(shù)形式。例如，提及采用單數(shù)形式的部件旨在包括多個部件。在本專利技術(shù)的多種實(shí)施例中，使用物理蒸汽沉積(PVD)在襯底上形成不銹鋼色或銀色。這種色彩涂覆襯底用于裝飾應(yīng)用和耐蝕應(yīng)用兩者，其中實(shí)例包括，但不限于，管道部件(例如，水龍頭、用于水龍頭的圓形把手等)、汽車部件、消費(fèi)性電子器件(例如，手機(jī))以及消費(fèi)性產(chǎn)品(例如，手表)。不銹鋼色通過以下方式獲得將受控量的氮添加到鉻中以制成氮化鉻。銀色通過以下方式獲得在PVD沉積期間，將極少量的氮添加到鉻中以制成氮化鉻，從而模擬這種銀色。優(yōu)選的是，將這些涂層涂敷到電鍍鎳，而非通常使用的六價(jià)鉻。參考圖1，提供描繪一種制造涂覆襯底的方法的示意流程圖。在步驟a)中，基層10沉積到襯底12上以形成第一涂覆襯底14。合適的基層的實(shí)例包括，但不限于，鉻、鎳、不銹鋼、鋁和陽極化鋁。最后，在步驟b)中，將氮化鉻16沉積在第一涂覆襯底14上以形成涂覆襯底20。所述方法特征在于，氮化鉻層16的氮原子百分?jǐn)?shù)小于45原子百分?jǐn)?shù)。在本實(shí)施例的變體中，基層和氮化鉻通過物理蒸汽沉積進(jìn)行沉積。可用沉積工藝的實(shí)例包括，但不限于，陰極電弧沉積、蒸發(fā)、噴鍍等。專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)，陰極電弧沉積對于實(shí)施本實(shí)施例的方法尤其有用。圖2是用于沉積本專利技術(shù)的色彩涂覆襯底的電弧沉積系統(tǒng)的示意圖。在電弧沉積系統(tǒng)20的運(yùn)行期間，電弧被引發(fā)，從而致使氣體(例如，氬、氦等)和陰極原子顯著離子化，由此形成等離子。將離子化陰極金屬離子從陰極區(qū)域引向涂覆有上述金屬層或氮化物層的襯底。電弧沉積系統(tǒng)20包括陰極靶22，陰極靶置于真空室26內(nèi)。鉻靶用于本專利技術(shù)的多種實(shí)施例中。電弧沉積系統(tǒng)20包括至少一個陽極。在改進(jìn)方案中，真空室26的壁28是陽極。所述系統(tǒng)的特征在于，陰極靶22是細(xì)長設(shè)計(jì)(例如，圓柱形或桿形)。還應(yīng)了解，靶22的截面實(shí)際上可以是任何形狀，例如包括，但不限于，圓形、三角形、正方形、五角形、六角形、橢圓形或不規(guī)則形狀。通過合適的真空系統(tǒng)，如所述領(lǐng)域中已知的那樣，通過端口 30，在涂覆襯底期間，電弧沉積系統(tǒng)20維持在一定降壓下。通常，運(yùn)行壓力在0.5和50mT之間。根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例，鉻基層首先通過將惰性氣體(例如，氬)引入真空室26而從陰極靶22形成。然后，將氮?dú)庖耄员銖年帢O靶22形成氮化鉻層。襯底32置于襯底區(qū)34內(nèi)，該襯底與陰極靶22之間的距離為屯。在改進(jìn)方案中，系統(tǒng)20包括螺旋電磁線圈38，該線圈同軸安裝在陰極靶22周圍。螺旋電磁線圈38由單獨(dú)的線圈電源40提供動力。電磁線圈38可以進(jìn)行電隔離，或者可以連接到真空室26。控制系統(tǒng)42用于改變輸入到陰極靶22每端的電流，同時(shí)使總電弧電流大體維持恒定，這樣，到陰極靶22兩端的電流可以在供應(yīng)的總電弧電流的0%和100%之間變化。電弧電流直接關(guān)系到沉積率，并且可以被控制在50A和，例如，2000A之間，其中上限由靶的冷卻效率確定。這可以通過以下方式實(shí)現(xiàn)使用連接在陰極靶22每端的單獨(dú)的電弧電源44、46以及控制器48以向單獨(dú)的電弧電源44、46提供補(bǔ)償定點(diǎn)信號。在一個替代變體中，可以采用具有兩個補(bǔ)償電流輸出端的單個電弧電源。電弧引發(fā)器50用于引發(fā)電弧。仍參考圖2，電弧傾向于被吸引到陰極靶22正在接收總電流輸入的較大部分的那端，因?yàn)殛帢O靶中存在電弧電流的自磁場。電弧沿陰極靶22在一個方向上移動的速度部分地取決于流入陰極靶22兩端的電流之間的失衡程度。因此，可以通過以振蕩方式改變陰極靶22兩端之間的電流分配而沿著陰極靶22來回掃描電弧點(diǎn)。這樣，就可以均勻地腐蝕陰極靶22，并且電弧可以持續(xù)地維持在陰極表面上，而非如同現(xiàn)有技術(shù)教示的那樣，重復(fù)地再引發(fā)。傳感器可以適當(dāng)?shù)刂糜陉帢O靶22的蒸發(fā)表面的每個端上，以在電弧本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種涂覆襯底以形成色彩涂覆襯底的方法，其特征在于，所述方法包括：a）將基層沉積在所述襯底上以形成第一涂覆襯底；以及b）將氮化鉻層沉積在所述第一涂覆襯底上以形成色彩涂覆襯底，所述氮化鉻層中氮的原子百分?jǐn)?shù)小于約45原子百分?jǐn)?shù)，其中所述基層和所述氮化鉻層通過物理蒸汽沉積進(jìn)行沉積。

【技術(shù)特征摘要】
2011.09.29 US 13/248,5301.一種涂覆襯底以形成色彩涂覆襯底的方法，其特征在于，所述方法包括 a)將基層沉積在所述襯底上以形成第一涂覆襯底；以及 b )將氮化鉻層沉積在所述第一涂覆襯底上以形成色彩涂覆襯底，所述氮化鉻層中氮的原子百分?jǐn)?shù)小于約45原子百分?jǐn)?shù)，其中所述基層和所述氮化鉻層通過物理蒸汽沉積進(jìn)行沉積。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述色彩涂覆襯底是銀色，其Lab色彩空間坐標(biāo)為 L*=85. 3 (±2. O)、a*=-0. 10 (±O. 50)以及 b*=0. 20 (±1. O)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述氮化鉻層中的所述氮原子百分?jǐn)?shù)為約 3%到8% ο4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述氮化鉻層中的所述氮原子百分?jǐn)?shù)為約2%到7% ο5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述氮化鉻層的厚度為約O.05到O. 15微米。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述色彩涂覆襯底是不銹鋼色，其Lab色彩空間坐標(biāo)為 L*=75. O (±3. O)、a*=0. 50 (±0. 50)以及 b*=l. 80 (±1. O)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述氮化鉻層中的所述氮原子百分?jǐn)?shù)為約8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述氮化鉻層中的所述氮原子百分?jǐn)?shù)為約 32% 到 43%ο9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述氮化鉻層的厚度為約O.10到O. 25微米。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基層包括鉻、鎳、不銹鋼、鋁或陽極化招。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基層的厚度為約O.05到O. 5微米。12.—種在陰極電弧沉積系統(tǒng)中制造色彩涂覆襯底的方法，所述陰極電弧沉積系統(tǒng)包括置于沉積室中的含鉻金屬靶，以及置于所述沉積室中的至少一個襯底，其特征在于，所述方法包括 a)將惰性氣體引入所述沉積室； b)在所述沉積室中引發(fā)電弧，以將鉻從所述含鉻金屬靶中去除并且沉積在所述襯底上，從而在所述襯底上形成鉻基層；以及 c)將氮?dú)庖胨龀练e室，以將氮化鉻層沉積在所述基層上，從而形成...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：B·R·安頓，J·S·賴斯，
申請(專利權(quán))人：蒸汽技術(shù)公司，
類型：發(fā)明
國別省市：