[发明专利]一种磁控溅射工艺的咖啡色调色技术

说明书

本发明公开了一种磁控溅射工艺的咖啡色调色技术，它涉及真空镀膜技术领域。其在基片上依次通过Ti打底层，再通过真空磁控溅射的方法镀TiN过渡层、TiCN功能层，最后使用磁控溅射镀TiCN颜色层，达到最终稳定的表面涂层颜色。本发明制备得到的每层膜都能起到不同的功能性与颜色过渡的作用，该种膜层具有高硬度、高耐磨性、很好的耐腐蚀性和化学稳定性的特点，通过各个膜层的颜色递进能够大幅度提高工件的外观装饰性能，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及的是真空镀膜技术领域，具体涉及一种磁控溅射工艺的咖啡色调色技术。

背景技术

PVD(Physical Vapor Deposit1n)，是指利用物理过程实现物质转移，将原子或分子由源转移到基材表面上的过程，通常利用低压惰性气体辉光放电来产生入射离子。阴极靶由镀膜材料制成，基片作为阳极，真空室中通入0.1-10Pa的氩气或其它惰性气体，在阴极(靶)1-3KV直流负高压或13.56MHz的射频电压作用下产生辉光放电，电离出的氩离子轰击靶表面，使得靶原子溅出并沉积在基片上，形成薄膜。

PVD镀膜能在多种材质上制备膜，颜色种类繁多，如金色、银色、咖啡色、蓝色、紫色等。由于终端客户对产品表面膜层效果需求越来越高档，PVD镀膜机作为高档表面处理的设备应用越来越广泛。随着市场的发展，越来越多的客户需求产品表面最终膜层为PVD装饰膜层，并且颜色多样化，其中对咖啡色的需求也越来越多。

目前，公知的咖啡色PVD镀膜技术多以O₂与Ti结合而生成浅蓝色，再与C₂H₂或C等物质中的碳元素结合反应，从而做成深蓝色、咖啡色效果。

现有技术咖啡色PVD膜的生成需输入O₂到真空炉室内，会使炉室内的钢氧化，破坏炉壁及炉内结构，造成维修困难，会增加运作成本；而且O₂活性大，会与腔体内多种物质反应生成多种氧化物，使工件表面颜色均一性差。

为了解决上述问题，设计一种磁控溅射工艺的咖啡色调色技术尤为必要。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种磁控溅射工艺的咖啡色调色技术，有效提高工件的外观装饰性能，制备的膜层硬度高，耐磨性高，耐腐蚀性好，化学稳定性强，易于推广使用。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种磁控溅射工艺的咖啡色调色技术，在基片上依次通过Ti打底层，再通过真空磁控溅射的方法镀TiN过渡层、TiCN功能层，最后使用磁控溅射镀TiCN颜色层，达到最终稳定的表面涂层颜色，其工艺步骤如下：

①将不锈钢基片超声清洗后，进炉；

②在真空腔体中抽真空至8×10-4Pa，加热到150℃；

③对不锈钢基片进行离子清洗20min，离子源电压1800V，工件偏压 600V，占空比50%，Ar：30mL/min，真空度0.3Pa；

④使用钛靶Ti进行磁控溅射沉积Ti打底层；

⑤使用钛靶Ti和氮气N₂进行磁控溅射沉积TiN过渡层；

⑥使用钛靶Ti、乙炔C₂H₂和氮气N₂进行磁控溅射沉积TiCN功能层；

⑦使用钛靶Ti、氮气N₂、乙炔C₂H₂进行磁控溅射沉积TiCN颜色层；

⑧镀膜工序结束后，首先关闭靶电源、偏压电源，然后关闭气源、停转架，工件在真空镀膜室内冷却至80-100℃时，向镀膜室内充大气，取出工件。