[发明专利]表面强化基体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面强化基体及该表面强化基体的制备方法。

背景技术

为了保护一些基体，如表壳、眼镜架、手机、电脑等不受损伤，经常会在这些基体表面设置一强化膜从而形成一表面强化基体。过渡金属氮化物如氮化铬或过渡金属碳化物如碳化铬由于具有高硬度、高抗摩擦磨损性和良好的化学稳定性，常用来直接设置在基体表面形成所述强化膜。然而，在实际应用中，所述强化膜如氮化铬膜、碳化铬膜具有高脆性、高残余应力、与基体结合力差等缺点，且均为单质强化膜。因此随着膜厚的增加与温度的增高，这些单质强化膜会出现大的柱状晶结构，从而容易发生脆裂与脱落，使表面强化失效。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种强化膜与基体结合良好的表面强化基体及其制备方法。

一种表面强化基体，包括一基体及设置在该基体一表面的一强化膜。所述强化膜包括一第一合金层与一第二合金层，所述第一合金层设置在所述基体表面与第二合金层之间。所述第一合金层包括两种过渡金属，所述第二合金层包括所述两种过渡金属与碳氮元素。

一种表面强化基体，包括一基体以及所述基体的一表面设置的一具有多层结构的强化膜。该强化膜至少包括一过渡层及一硬质层，该过渡层与硬质层依次设置在所述基体表面。所述过渡层为由两种过渡金属形成的合金层，所述硬质层为含所述两种过渡金属与非金属元素的合金层。

一种表面强化基体，包括一基体及一设置在该基体一表面的强化膜。所述强化膜为含有两种过渡金属的合金膜，且该强化膜远离所述基体的一侧包括有碳氮元素。

一种表面强化基体的制备方法，其包括如下步骤：提供一基体；以及在该基体的一表面通过溅镀的方式依次形成一第一合金层与一第二合金层，所述第一合金层包括两种过渡金属，所述第二合金层包括所述两种过渡金属与碳氮元素。

与现有技术相比较，所述强化膜中由两种过渡金属形成的第一合金层具有良好的化学稳定性及与基体良好的亲和性，可以缓解所述强化膜受力时的内部应力变化，提高薄膜与基体之间的结合力；而由所述两种过渡金属与碳氮元素形成的第二合金层则具有较高的硬度。因次，所述强化膜能够与基体结合良好，且具有一定的抗磨损性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的表面强化基体的结构示意图。

图2为采用辉光放电光谱技术(Glowdischargeopticalemissionspectroscopy，GD OES)分析图1中表面强化基体在截面不同位置元素含量的变化曲线。

主要元件符号说明

表面强化基体        100

基体                10

强化膜              20

第一合金层          21

第二合金层          22

具体实施方式

以下将结合附图对本发明实施例进行详细说明。

请参见图1，本发明实施例提供一种表面强化基体100，所述表面强化基体100包括一基体10及设置在所述基体10表面的强化膜20。

所述基体10可为各种产品的本体或者外壳，如模具、刀刃、各种电子产品的外壳等。所述基体10包括镁基体、铝基体、钢基体等金属基体，也包括含有金属材料的复合材料基体。在本实施例中，所述基体10为钢基体。

所述强化膜20用于覆盖在所述基体10表面使该基体10表面与环境隔离，同时增加该基体10表面的硬度，从而有效保护所述基体10。该强化膜20的厚度可根据实际需求而设置，对于一般产品的需求，所述强化膜20的厚度在500纳米到5微米之间。该强化膜20为一多层结构，该强化膜20包括依次设置在所述基体10表面一第一合金层21、一第二合金层22及一修饰层(图未示出)。

所述第一合金层21设置在基体10表面与第二合金层22之间作为过渡层，以使所述基体10与第二合金层22结合良好。所述第一合金层21为与基体10结合良好且具有一定硬度的镍铬合金层。所述镍铬合金层中的镍有着良好的韧性与高温稳定性，与金属基体的结合性能较好。所述镍铬合金层中的铬元素用于提高第一合金层21的硬度。所述镍铬合金层中的镍的质量百分含量大致在20％到80％之间。所述镍铬合金层的厚度在100纳米到3000纳米之间。在本实施例中，所述镍铬合金层在厚度大致为150纳米且镍的质量百分含量大致为60％时，与基体10与第二合金层22具有较佳的结合性能且具有一定的硬度。