[发明专利]一种复合薄膜及其镀膜方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料表面处理技术领域，尤其涉及一种镀覆于金属基材表面的复合薄膜及其镀膜方法。

背景技术

黄金作为财富的象征，被广泛应用于各种奢侈品领域，如手机、手表、项链、戒指等，通常情况是在其表面镀上一定质量的黄金，增加产品的价值。但是黄金本身材质柔软，很容易磨损，也很容易变成极细粉末，加之装饰产品一般都是佩戴在身上，这样，时间长了镀金层就会受到磨损。因而需要对单质金膜进行改性处理以增强其耐磨损性，保持其外观美感和价值的长久性。

发明内容

为了克服上述所指的现有技术中的不足之处，本发明提供一种金属表面的复合薄膜及其镀膜方法，以增强金属表面的耐腐蚀性和耐磨损性，同时富有美感。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种复合薄膜，镀覆于金属基材表面，该复合薄膜从金属基材向外依次包括金属铬层、金属钛层、氮化钛层、铬钛金混金属氮化物层和铬金混金属氮化物层。

所述氮化钛层中氮的质量百分比为40%-60%，余量为钛，以上2种成分占氮化钛层物质的总比例为100%。所述铬钛金混金属氮化物层中各成分的质量百分比为氮5%-15%，铬5%-15%，钛20%-40%，金50%-70%，以上4种成分占铬钛金混金属氮化物层物质的总比例为100%。所述铬金混金属氮化物层中各成分的质量百分比为氮5%-15%，铬5%-15%，金70%-90%，以上3种成分占铬金混金属氮化物层物质的总比例为100%。 

所述金属铬层的膜层厚度为40-60纳米，金属钛层的膜层厚度为40-60纳米，氮化钛层的膜层厚度为300-500纳米，铬钛金混金属氮化物层的膜层厚度为400-600纳米，铬金混金属氮化物层的膜层厚度为1000-1500纳米。

本发明还提供了一种上述复合薄膜的镀膜方法，该制备方法基于以下条件，真空磁控溅射镀膜机，且镀膜机配置有等离子体偏压电源系统、溅射电源系统、靶材及接入真空室的溅射气体和反应气体的供气系统，溅射气体为氩气，反应气体为氮气，金属基材置于真空室，且真空室的真空度为大于1.0×10^-3帕，温度为140-160℃；其步骤如下： 

步骤1、对金属基材进行等离子处理以增强金属基材的表面活性，等离子体偏压电源的电压为1000V-1300V，脉冲方波的占空比为50%-75%，在频率40Hz的条件下进行等离子处理时间为20-30分钟，通过氩气流量调节真空室的真空度为1.5-2.5帕；

步骤2、在金属基材表面依次镀金属铬、金属钛，靶电源功率为8-10千瓦，膜层厚度通过电镀时间控制；

步骤3、在金属钛层外镀氮化钛层，靶电源功率为8-10千瓦，打开靶电源的同时通入气体氮气，通过氮气的供气流量控制膜层中氮的含量，氮气的流量恒定在50-150标准毫升/分钟，膜层厚度通过电镀时间控制；

步骤4、在氮化钛层外镀铬钛金混金属氮化物层，靶电源功率分别为钛靶4-6千瓦，铬靶0.4-0.6千瓦，金靶0.4-0.6千瓦，打开靶电源的同时通入气体氮气，通过氮气的供气流量控制膜层中氮的含量，氮气的流量恒定在50-150标准毫升/分钟，膜层厚度通过电镀时间控制；

步骤5、在铬钛金混金属氮化物层外镀铬金混金属氮化物层，靶电源功率分别为铬靶0.2-0.4千瓦，金靶0.8-1.2千瓦，打开靶电源的同时通入气体氮气，通过氮气的供气流量控制膜层中氮的含量，氮气的流量恒定在50-150标准毫升/分钟，膜层厚度通过电镀时间控制；

步骤6、停止加热，待温度自然冷却至100℃以下取出该已镀膜的金属基材。

步骤2所述金属铬层和金属钛层的镀膜时间分别为5-10分钟，膜层厚度均为40-60纳米。

步骤3所述的氮化钛层的镀膜时间为10-30分钟，膜层厚度为300-500纳米；氮化钛层中氮的质量百分比为40%-60%，余量为钛，以上2种成分占氮化钛层物质的总比例为100%。

步骤4所述铬钛金混金属氮化物层的镀膜时间为5-10分钟，膜层厚度为400-600纳米；铬钛金混金属氮化物层中各成分的质量百分比为氮5%-15%，铬5%-15%，钛20%-40%，金50%-70%，以上4种成分占铬钛金混金属氮化物层物质的总比例为100%。

步骤5所述的铬金混金属氮化物层的镀膜时间为30-60分钟，膜层厚度为1000-1500纳米；铬金混金属氮化物层中各成分的质量百分比为氮5%-15%，铬5%-15%，金70%-90%，以上3种成分占铬金混金属氮化物层物质的总比例为100%。