專利名稱：一種涂層沉積方法
技術領域：
本發明涉及一種涂層沉積方法，屬于表面處理技術領域。
背景技術：
物理氣相沉積技術早在20世紀初已有些應用，但在最近30年迅速發展，成為一門極具廣闊應用前景的新技術，并向著環保型、清潔型趨勢發展。物理氣相沉積(Physical vapor Deposition, PVD)技術表示在真空條件下,采用物理方法，將材料源固體或液體表面氣化成氣態原子、分子或部分電離成離子，并通過低壓氣體(或等離子體)過程，在基體表面沉積具有某種特殊功能的薄膜的技術。物理氣相沉 積的主要方法有真空蒸鍍、濺射鍍膜、電弧等離子體鍍、離子鍍膜，及分子束外延等。發展到目前，物理氣相沉積技術不僅可沉積金屬膜、合金膜，還可以沉積化合物、陶瓷、半導體、聚合物膜等。目前國內仿色鍍膜主要為電鍍工藝，但電鍍工藝是化學電鍍，電鍍過程中產生的廢液如氰化物、低氰檸檬酸鹽和亞硝酸鹽鍍液，這些電鍍廢液如不經處理，將會對水域、土壤和食物鏈造成長久的污染和破壞，對生態環境和人類健康產生破壞。也有部分通過物理氣相沉積即PVD的方法進行仿色鍍膜，中國專利文獻CN1460061A公開了一種采用不銹鋼外觀的多層裝飾性和保護性涂層涂覆的制品，涂層包括在所述制品表面上的一個或多個電鍍層和在電鍍層上的氣相沉積顏色層，該顏色層由鋯、鈦和鉿等耐火金屬或耐火金屬合金、氮氣和氧氣的反應產物組成，其中總氮和氧含量為約4-32原子百分比和氮含量至少為約3原子百分比。隨著社會的發展，人類對制品美觀程度的要求逐漸提高，因此對制品涂層的顏色劃分得越來越精細，雖然上述技術能夠得到具有不銹鋼外觀涂層的制品，但是無法精確地控制涂層的顏色，因而無法根據視覺上的不同需要，準確得到顏色具有細微差別的涂層。通常，顏色的細微差別通過顏色模型能夠表示出來，顏色模型(LAB)的數值能夠描述正常視力的人所能看到的所有顏色，其中L表示亮度，值域為0-100，A和B表示有關色彩的兩個值，A表示從洋紅色至綠色的范圍，B表示從黃色至藍色的范圍，值域都是+127 -128 ;其中+127A就是洋紅色，漸漸過渡到-128A的時候變為綠色，同理，+127B是黃色，-128B是藍色，所有顏色以這三個值交互變化組成，其中A和B值控制著色彩的變化，也就是說，雖然在不同亮度(L值)下，LAB所描述的顏色不同，但若A和B值相同，其色彩是不變的，只不過隨著亮度的變化，顏色發生改變。
發明內容
為此，本發明所要解決的技術問題是現有技術無法精確控制涂層的顏色，得到顏色具有細微差別的涂層；進而提供一種能夠精確控制涂層的顏色，從而能夠根據需要控制制品外觀顏色呈現細微差別的氣相沉積方法及其獲得的氣相沉積涂層。為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下一種涂層沉積方法，包括基體材料前處理和PVD步驟，所述PVD步驟依次包括色彩沉積步驟和氧化步驟；所述色彩沉積步驟是在前處理后的所述基體材料上沉積色彩涂層；所述氧化步驟是在所述色彩涂層上沉積氧化物涂層；在所述色彩沉積步驟中，通過調節反應氣體流量控制所述色彩涂層的化學物質的組成和晶相結構，從而控制所述色彩涂層的A值和B值，得到特定色彩的涂層。所述色彩涂層為Zr-N-C復合物。所述氧化物涂層為氧化鋯。在所述色彩沉積步驟中，所述反應氣體為氮氣與甲烷或氮氣與乙炔；調節所述氮氣流量來控制所述色彩涂層的B值；調節所述甲烷或乙炔流量來控制所述色彩涂層的A值。調節所述氮氣流量為120-200毫升/分，調節時每次增量為5-10毫升/分，從而控制所述色彩涂層的B值為25-30 ;調節所述甲烷或乙炔流量為25-75毫升/分，調節時每次增量為5毫升/分，從而控制所述色彩涂層的A值為I. 5-3. O。 所述基體材料前處理具體包括以下步驟
〔D對所述基體材料表面進行光潔度處理，獲得表面光潔度為RaO. 04-Ra0. 08的基體材
料；
@對經過所述光潔度處理后的基體材料依次電鍍上鎳層和鉻層，獲得表層覆蓋有鎳層和鉻層的基體材料。獲得的所述基體材料的表面光潔度為RaO. 04-Ra0. 06。通過控制所述鎳層和鉻層的厚度來控制所述涂層的L值，得到特定亮度的涂層。所述鎳層的厚度為14 um -18um,所述鉻層的厚度大于或者等于O. 25um_lum時,所述涂層的L值為76-78。所述基體材料為金屬基體材料或非金屬基體材料。所述光潔度處理具體包括，將所述金屬基體材料先進行粗磨清潔，粗磨用砂輪粒度為180#或400#，然后采用布輪清光。所述PVD步驟中，所述金屬基體材料的輝光放電電壓為400-500伏，最大偏壓為400-600伏；所述非金屬基體材料的輝光放電電壓為350-400伏，最大偏壓為250-350伏。所述涂層由上到下依次包括氧化物涂層、色彩涂層、鉻層和鎳層；所述涂層顏色的L 值為 76-81，A 值為 I. 5-3. O, B 值為 25-30。本發明相比于現有技術具有以下優點
(I)本發明所述涂層沉積方法，包括基體材料前處理和PVD步驟，所述PVD步驟依次包括色彩沉積步驟和氧化步驟；所述色彩沉積步驟是在前處理后的所述基體材料上沉積色彩涂層；所述氧化步驟是在所述色彩涂層上沉積氧化物涂層；在所述色彩沉積步驟中，通過調節反應氣體流量控制所述色彩涂層的化學物質的組成和晶相結構，從而控制所述色彩涂層的A值和B值，得到特定色彩的涂層。每一種顏色都對應于一組L、A、B值，因此使涂層顏色達到預定的L、A、B值，就能精確得到特定顏色的涂層。在沉積涂層過程中對基體材料進行前處理時，控制電鍍鎳層和鉻層的厚度使制品表面具有一定的亮暗程度，即具有一定的L值，并且該L值不會在PVD步驟中發生變化；在接下來的PVD步驟中，通過調節所述色彩沉積步驟中的反應氣體流量來控制組成所述色彩涂層的化學物質的組成和晶相結構，從而根據需要得到具有預定A值和B值的色彩涂層，最終能夠精確控制涂層的顏色，根據需要使制品的外觀顏色呈現出細微的差別。避免了現有技術無法精確控制涂層顏色，無法根據需要得到顏色具有細微差別的涂層的問題。此外，在氧化步驟中沉積在色彩涂層上的氧化物涂層為透明或近似于透明的顏色，起到保護和防腐作用，因此不會對制品外觀的顏色產生影響。(2)本發明所述涂層沉積方法，所述色彩涂層材料為Zr-N-C復合物。所述色彩沉積步驟中，所述反應氣體為氮氣與甲烷或乙炔；調節所述氮氣流量來控制所述色彩涂層的B值；調節所述甲烷或乙炔流量來控制所述色彩涂層的A值。鋯鈀材、氮氣與甲烷或乙炔在氣體放電下電離，離子反應物為沉積在基體材料表面作為色彩涂層的Zr-N-C復合物，Zr-N-C復合物包括ZrN、ZrC、ZrA(VAN (A < I)等物質，并且具有一定的晶相結構，這就使得特定組成和晶相結構的Zr-N-C復合物對應特定的色彩，具有特定的A、B值；在色彩沉積步驟中，氮氣的流量和流量調節速度可以通過控制復合物的組成和晶相結構來控制色彩涂層的B值，同時甲烷或乙炔的流量和流量調節速度可以 通過控制復合物的組成和晶相結構來控制色彩涂層的A值，最終得到具有預定A值和B值的色彩涂層，達到對于涂層色彩的精細控制。(3)本發明所述涂層沉積方法，在進行PVD步驟之前，在基體材料表面依次電鍍上鎳層和鉻層，提高產品的防腐蝕能力，作為PVD層的良好底材，既能保證與PVD層有良好的結合力，同時通過對鎳層和鉻層厚度的選擇又能調節制品表面的光亮程度，調節涂層顏色的L值，而且還能掩蓋銅合金和ABS基體材料的部分細微缺陷。
為了使本發明的內容更容易被清楚的理解，下面根據本發明的具體實施例并結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中
圖I為本發明第一個實施例的物理氣相沉積方法流程 圖2為本發明第二個實施例的物理氣相沉積方法流程圖。
具體實施例方式實施例I
作為本發明第I個實施例的物理氣相沉積方法，具體包括如下步驟
基體材料前處理步驟
(D本發明選用銅合金作為基體材料，先將所述銅合金經過砂輪進行磨拋，砂輪的粒度號180#，然后采用布輪清光，獲得表面光潔度Ra為O. 04的基體材料；
@對經過所述光潔度處理后的銅合金進行電鍍，獲得表層覆蓋有電鍍層的銅合金，電
鍍層為鎳層和鉻層，其中，所述鎳層厚度為14 um，鉻層厚度為O. 25um。PVD 步驟
〔D浸泡將前處理后的銅合金基體材料浸泡于酒精中，取出用純棉布擦凈，然后將其掛到專用掛具中。@輝光清洗將上述掛具放入鍍膜室內，磁場線圈電流設定為120A，轉架速度設
定為O. 35轉/分，抽真空，預熱溫度設為150°C，預熱時間15分鐘，真空度達到2. 00X10-5托，輝光放電時間5分鐘；再將輝光電壓調至500V，氬氣流量調至1500毫升/分，輝光放電壓力調至250X 10托，輝光放電時間5分鐘進行輝光清洗。φ高偏壓轟擊將高偏壓電壓調至600V，金屬弧電流調至460A，氬氣流量調至500暈升/分，壓力調至50X 10托，聞偏壓電壓保持3分。 鋯金屬沉積靶材為鋯，沉積電壓調至70V，金屬沉積時間為5分鐘。③色彩沉積反應氣體采用氮氣和甲烷，色彩沉積時電流調至460A，電壓調至
70V,將氮氣流量調至150毫升/分，調節時，每次增量為5-10毫升/分，甲烷流量調至50 毫升/分，調節時，每次增量為5毫升/分，鍍膜室壓力設置為60X 10托，色彩沉積時間為25分鐘；甲烷，氮氣和鋯反應生成的Zr-N-C復合物沉積在基體材料表面。 氧化氧化物沉積時電流設置為460A，電壓調至70V，將氧氣調至500毫升/
分，氧化物沉積壓力為IOX 10托，氧化物沉積時間為30秒，氧化物是氧化鋯。最后，將產品冷卻后出爐即可，獲得所述氣體沉積涂層的色值L值為79-79. 2，A值為2. 3，B值為26. 9-27. I ;顏色為土黃色。實施例2
作為本發明第2個實施例的物理氣相沉積方法，具體包括如下步驟
基體材料前處理步驟
CD本發明選用銅合金作為基體材料，先將所述銅合金經過砂輪進行磨拋，砂輪的粒度號180#，然后采用布輪清光，獲得表面光潔度Ra為O. 08的基體材料；
@對經過所述光潔度處理后的銅合金進行電鍍，獲得表層覆蓋有電鍍層的銅合金，電
鍍層為鎳層和鉻層，其中，所述鎳層厚度為16um，鉻層厚度為O. 6um。PVD 步驟
CD浸泡將前處理后的銅合金基體材料浸泡于酒精中，取出用純棉布擦凈，然后將其掛到專用掛具中。@輝光清洗將上述掛具放入鍍膜室內，磁場線圈電流設定為120A，轉架速度設
定為O. 35轉/分，抽真空，預熱溫度設為150°C，預熱時間15分鐘，真空度達到2. OOX 10_5托，輝光放電時間5分鐘；再將輝光電壓調至400V，氬氣流量調至1500毫升/分，輝光放電壓力調至250X 10托，輝光放電時間5分鐘進行輝光清洗。@高偏壓轟擊將高偏壓電壓調至400V，金屬弧電流調至460A，氬氣流量調至500暈升/分，壓力調至50X 10托，聞偏壓電壓保持3分。 鋯金屬沉積靶材為鋯，沉積電壓調至70V，金屬沉積時間為5分鐘。③色彩沉積反應氣體采用氮氣和甲烷，色彩沉積時電流調至460A，電壓調至
70V,將氮氣流量調至120毫升/分，調節時，每次增量為5-10毫升/分，甲烷流量調至25毫升/分，調節時，每次增量為5毫升/分，鍍膜室壓力設置為60X 10托，色彩沉積時間為25分鐘；甲烷，氮氣和鋯反應生成的Zr-N-C復合物沉積在基體材料表面。 氧化氧化物沉積時電流設置為460A，電壓調至70V，將氧氣調至500毫升/ 分，氧化物沉積壓力為IOX 10托，氧化物沉積時間為30秒，氧化物是氧化鋯。最后，將產品冷卻后出爐即可，獲得所述氣體沉積涂層的色值L值為76，A值為
I.5，B值為25;顏色為暗土黃色。實施例3
作為本發明第3個實施例的物理氣相沉積方法，具體包括如下步驟
基體材料前處理步驟
本發明選用銅合金作為基體材料，先將所述銅合金經過砂輪進行磨拋，砂輪的粒度號400#，然后采用布輪清光，獲得表面光潔度Ra為O. 06的基體材料；
@對經過所述光潔度處理后的銅合金進行電鍍，獲得表層覆蓋有電鍍層的銅合金，電
鍍層為鎳層和鉻層，其中，所述鎳層厚度為18um，鉻層厚度為lum。PVD 步驟
①浸泡將前處理后的銅合金基體材料浸泡于酒精中，取出用純棉布擦凈，然后將其掛到專用掛具中。@輝光清洗將上述掛具放入鍍膜室內，磁場線圈電流設定為120A，轉架速度設
定為O. 35轉/分，抽真空，預熱溫度設為150°C，預熱時間15分鐘，真空度達到2. 00X10-5托，輝光放電時間5分鐘；再將輝光電壓調至450V，氬氣流量調至1500毫升/分，輝光放電壓力調至250X 10托，輝光放電時間5分鐘進行輝光清洗。@高偏壓轟擊將高偏壓電壓調至500V，金屬弧電流調至460A，氬氣流量調至500暈升/分，壓力調至50X 10托，聞偏壓電壓保持3分。
④鋯金屬沉積靶材為鋯，沉積電壓調至70V，金屬沉積時間為5分鐘。 色彩沉積反應氣體采用氮氣和甲烷，色彩沉積時電流調至460A，電壓調至
70V,將氮氣流量調至180毫升/分，調節時，每次增量為5-10毫升/分，甲烷流量調至75毫升/分，調節時，每次增量為5毫升/分，鍍膜室壓力設置為60X 10托，色彩沉積時間為25分鐘；甲烷，氮氣和鋯反應生成的Zr-N-C復合物沉積在基體材料表面。 氧化氧化物沉積時電流設置為460A，電壓調至70V，將氧氣調至500毫升/
分，氧化物沉積壓力為IOX 10托，氧化物沉積時間為30秒，氧化物是氧化鋯。最后，將產品冷卻后出爐即可，獲得所述氣體沉積涂層的色值L值為78-78.3，A值為3，B值為28-28. I ;顏色為香檳色。 實施例4
作為本發明第4個實施例的物理氣相沉積方法，具體包括如下步驟
基體材料前處理步驟
①本發明選用銅合金作為基體材料，先將所述銅合金經過砂輪進行磨拋，砂輪的粒度號400#，然后采用布輪清光，獲得表面光潔度Ra為O. 07的基體材料；
@對經過所述光潔度處理后的銅合金進行電鍍，獲得表層覆蓋有電鍍層的銅合金，電
鍍層為鎳層和鉻層，其中，所述鎳層厚度為18um，鉻層厚度為O. 25um。PVD 步驟
①浸泡將前處理后的銅合金基體材料浸泡于酒精中，取出用純棉布擦凈，然后將其掛到專用掛具中。@輝光清洗將上述掛具放入鍍膜室內，磁場線圈電流設定為120A，轉架速度設
定為O. 35轉/分，抽真空，預熱溫度設為150°C，預熱時間15分鐘，真空度達到2. 00X10-5托，輝光放電時間5分鐘；再將輝光電壓調至450V，氬氣流量調至1500毫升/分，輝光放電壓力調至250X 10托，輝光放電時間5分鐘進行輝光清洗。φ高偏壓轟擊將高偏壓電壓調至400V，金屬弧電流調至460A，氬氣流量調至500暈升/分，壓力調至50X 10托，聞偏壓電壓保持3分。 鋯金屬沉積靶材為鋯，沉積電壓調至70V，金屬沉積時間為5分鐘。 色彩沉積反應氣體采用氮氣和乙炔，色彩沉積時電流調至460A，電壓調至70V,將氮氣流量調至200毫升/分，調節時，每次增量為5-10毫升/分，乙炔流量調至75毫升/分，調節時，每次增量為5毫升/分，鍍膜室壓力設置為60 X 10托，色彩沉積時間為25分鐘；乙炔，氮氣和鋯反應生成的Zr-N-C復合物沉積在基體材料表面。 氧化氧化物沉積時電流設置為460A，電壓調至70V，將氧氣調至500毫升/
分，氧化物沉積壓力為IOX 10托，氧化物沉積時間為30秒，氧化物是氧化鋯。最后，將產品冷卻后出爐即可，獲得所述氣體沉積涂層的色值L值為81，A值為3，B值為30 ;顏色為金色。實施例5
作為本發明第5個實施例的物理氣相沉積方法，具體包括如下步驟
基體材料前處理步驟
〔I)本發明選用銅合金作為基體材料，先將所述銅合金經過砂輪進行磨拋，砂輪的粒度號400#，然后采用布輪清光，獲得表面光潔度Ra為O. 05的基體材料；
@對經過所述光潔度處理后的銅合金進行電鍍，獲得表層覆蓋有電鍍層的銅合金，電
鍍層為鎳層和鉻層，其中，所述鎳層厚度為15um，鉻層厚度為O. 75um。PVD 步驟
(I)浸泡將前處理后的銅合金基體材料浸泡于酒精中，取出用純棉布擦凈，然后將其掛到專用掛具中。@輝光清洗將上述掛具放入鍍膜室內，磁場線圈電流設定為120A，轉架速度設
定為O. 35轉/分，抽真空，預熱溫度設為150°C，預熱時間15分鐘，真空度達到2. OOX 10_5托，輝光放電時間5分鐘；再將輝光電壓調至400V，氬氣流量調至1500毫升/分，輝光放電壓力調至250X 10托，輝光放電時間5分鐘進行輝光清洗。 高偏壓轟擊將高偏壓電壓調至500V，金屬弧電流調至460A，氬氣流量調至500暈升/分，壓力調至50X 10托，聞偏壓電壓保持3分。@錯金屬沉積祀材為錯，沉積電壓調至70V,金屬沉積時間為5分鐘。φ色彩沉積反應氣體采用氮氣和乙炔，色彩沉積時電流調至460A，電壓調至
70V,將氮氣流量調至160毫升/分，調節時，每次增量為5-10毫升/分，乙炔流量調至25毫升/分，調節時，每次增量為5毫升/分，鍍膜室壓力設置為60X 10托，色彩沉積時間為25分鐘；乙炔，氮氣和鋯反應生成的Zr-N-C復合物沉積在基體材料表面。 氧化氧化物沉積時電流設置為460A，電壓調至70V，將氧氣調至500毫升/分，氧化物沉積壓力為IOX 10托，氧化物沉積時間為30秒，氧化物是氧化鋯。
最后，將產品冷卻后出爐即可，獲得所述氣體沉積涂層的色值L值為77. 2-77. 5，A值為1.5，B值為27. 5-27. 6 ;顏色為淺香檳色。實施例6
作為本發明第6個實施例的物理氣相沉積方法，具體包括如下步驟
基體材料前處理步驟
①本發明選用銅合金作為基體材料，先將所述銅合金經過砂輪進行磨拋，砂輪的粒度號180#，然后采用布輪清光，獲得表面光潔度Ra為O. 05的基體材料；
@對經過所述光潔度處理后的銅合金進行電鍍，獲得表層覆蓋有電鍍層的銅合金，電
鍍層為鎳層和鉻層，其中，所述鎳層厚度為14um，鉻層厚度為O. 25 um。 PVD 步驟
①浸泡將前處理后的銅合金基體材料浸泡于酒精中，取出用純棉布擦凈，然后將其掛到專用掛具中。鍍膜前準備，鍍膜機采用北京長城鈦金公司生產的VT-3000離子鍍膜機，即VT-3000新型計算機自動控制離子鍍膜機中間柱弧設備，中間柱為鋯材質，即靶材為鋯，磁場線圈電流設定為120安，轉架速度設定為O. 35轉每分，反應氣體采用氮氣、乙炔和氧氣；
@輝光清洗將上述掛具放入鍍膜室內，磁場線圈電流設定為120A，轉架速度設定為
O.35轉/分，抽真空，預熱溫度設為150°C，預熱時間15分鐘，真空度達到2. 00X10_5托，輝光放電時間5分鐘；再將輝光電壓調至600V，氬氣流量調至1500毫升/分，輝光放電壓力調至250X 10托，輝光放電時間5分鐘進行輝光清洗。@高偏壓轟擊將高偏壓電壓調至600V，金屬弧電流調至460A，氬氣流量調至500暈升/分，壓力調至50X 10托，聞偏壓電壓保持3分。④鋯金屬沉積靶材為鋯，沉積電壓調至70V，金屬沉積時間為5分鐘。③色彩沉積反應氣體采用氮氣和乙炔，色彩沉積時電流調至460A，電壓調至
70V,將氮氣流量調至140毫升/分，調節時，每次增量為5-10毫升/分，乙炔流量調至50毫升/分，調節時，每次增量為5毫升/分，鍍膜室壓力設置為60X 10托，色彩沉積時間為25分鐘；乙炔，氮氣和鋯反應生成的Zr-N-C復合物沉積在基體材料表面。 氧化氧化物沉積時電流設置為460A，電壓調至70V，將氧氣調至500毫升/
分，氧化物沉積壓力為IOX 10托，氧化物沉積時間為30秒，氧化物是氧化鋯。最后，將產品冷卻后出爐即可，獲得所述氣體沉積涂層的色值L值為78. 2，八值為2. 3-2. 4，B值為26 ;顏色為淺金色。
實施例7
作為本發明第7個實施例的物理氣相沉積方法，具體包括如下步驟
基體材料前處理步驟
①本發明選用銅合金作為基體材料，先將所述銅合金經過砂輪進行磨拋，砂輪的粒度號180#，然后采用布輪清光，獲得表面光潔度Ra為O. 06的基體材料；
@對經過所述光潔度處理后的銅合金進行電鍍，獲得表層覆蓋有電鍍層的銅合金，電
鍍層為鎳層和鉻層，其中，所述鎳層厚度為17um，鉻層厚度為2um。PVD 步驟
(D浸泡將前處理后的銅合金基體材料浸泡于酒精中，取出用純棉布擦凈，然后將其 掛到專用掛具中。@輝光清洗將上述掛具放入鍍膜室內，磁場線圈電流設定為120A，轉架速度設
定為O. 35轉/分，抽真空，預熱溫度設為150°C，預熱時間15分鐘，真空度達到2. 00X10-5托，輝光放電時間5分鐘；再將輝光電壓調至600V，氬氣流量調至1500毫升/分，輝光放電壓力調至250X 10托，輝光放電時間5分鐘進行輝光清洗。@高偏壓轟擊將高偏壓電壓調至600V，金屬弧電流調至460A，氬氣流量調至500暈升/分，壓力調至50X 10托，聞偏壓電壓保持3分。 鋯金屬沉積靶材為鋯，沉積電壓調至70V，金屬沉積時間為5分鐘。 色彩沉積反應氣體采用氮氣和乙炔，色彩沉積時電流調至460A，電壓調至
70V,將氮氣流量調至140毫升/分，調節時，每次增量為5-10毫升/分，乙炔流量調至45毫升/分，調節時，每次增量為5毫升/分，鍍膜室壓力設置為60X 10托，色彩沉積時間為25分鐘；乙炔，氮氣和鋯反應生成的Zr-N-C復合物沉積在基體材料表面。藝氧化氧化物沉積時電流設置為460A，電壓調至70V，將氧氣調至500毫升/
分，氧化物沉積壓力為IOX 10托，氧化物沉積時間為30秒，氧化物是氧化鋯。最后，將產品冷卻后出爐即可，獲得所述氣體沉積涂層的色值L值為78. 2，八值為2. 3, B值為26 ;顏色為淺金色。實施例8
作為本發明第8個實施例的物理氣相沉積方法，具體包括如下步驟
基體材料前處理步驟
Φ本發明選用ABS塑料作為基體材料，ABS塑料先經過脫脂，然后水洗3次，經粗化，回收2次，水洗3次，中和，水洗3次，預浸，活化，水洗兩次，解膠，水洗3次，化學鎳，水洗2次，酸活化，酸銅，水洗3次,純水洗,活化,化學鎳的厚度為O. 5um ;酸銅層的厚度為25um ；
@對經過處理后的ABS塑料進行電鍍，獲得表層覆蓋有電鍍層的ABS塑料，電鍍層為
鎳層和鉻層，其中，所述鎳層厚度為14 um，鉻層厚度為O. 25um。PVD 步驟
①浸泡將前處理后的ABS塑料浸泡于工業酒精中，取出用純棉布擦凈，然后將其掛到專用掛具中。@輝光清洗將上述掛具放入鍍膜室內，磁場線圈電流設定為120A，轉架速度設
定為O. 35轉/分，抽真空，預熱溫度設為150°C，預熱時間15分鐘，真空度達到2. 00X10-5托，輝光放電時間5分鐘；再將輝光電壓調至350V，氬氣流量調至1500毫升/分，輝光放電壓力調至250X 10托，輝光放電時間5分鐘進行輝光清洗。φ高偏壓轟擊將高偏壓電壓調至250V，金屬弧電流調至460A，氬氣流量調至500暈升/分，壓力調至50X 10托，聞偏壓電壓保持3分。 鋯金屬沉積靶材為鋯，沉積電壓調至70V，金屬沉積時間為5分鐘。⑥色彩沉
積反應氣體采用氮氣和甲烷，色彩沉積時電流調至460A，電壓調至70V，將氮氣流量調至150毫升/分，調節時，每次增量為5-10毫升/分，甲烷流量調至50毫升/分，調節時，每次增量為5毫升/分，鍍膜室壓力設置為60 X 10托，色彩沉積時間為25分鐘；甲燒，氮氣和鋯反應生成的Zr-N-C復合物沉積在基體材料表面。 氧化氧化物沉積時電流設置為460A，電壓調至70V，將氧氣調至500毫升/
分，氧化物沉積壓力為IOX 10托，氧化物沉積時間為30秒，氧化物是氧化鋯。最后，將產品冷卻后出爐即可，獲得所述氣體沉積涂層的色值L值為79，A值為2.3，B值為26. 5 ;顏色為淺金色。實施例9
作為本發明第9個實施例的物理氣相沉積方法，具體包括如下步驟
基體材料前處理步驟
Φ本發明選用ABS塑料作為基體材料，ABS塑料先經過脫脂，然后水洗3次，經粗化，
回收2次，水洗3次，中和，水洗3次，預浸，活化，水洗兩次，解膠，水洗3次，化學鎳，水洗2次，酸活化，酸銅，水洗3次,純水洗,活化,化學鎳的厚度為I. Oum ;酸銅層的厚度為20um ；
對經過處理后的ABS塑料進行電鍍，獲得表層覆蓋有電鍍層的ABS塑料，電鍍層為
鎳層和鉻層，其中，所述鎳層厚度為16um，鉻層厚度大于或者等于O. 6um。
PVD 步驟
(D浸泡將前處理后的ABS塑料浸泡于工業酒精中，取出用純棉布擦凈，然后將其掛到專用掛具中。@輝光清洗將上述掛具放入鍍膜室內，磁場線圈電流設定為120A，轉架速度設
定為O. 35轉/分，抽真空，預熱溫度設為150°C，預熱時間15分鐘，真空度達到2. 00X10-5托，輝光放電時間5分鐘；再將輝光電壓調至380V，氬氣流量調至1500毫升/分，輝光放電壓力調至250X 10托，輝光放電時間5分鐘進行輝光清洗。 高偏壓轟擊將高偏壓電壓調至300V，金屬弧電流調至300A，氬氣流量調至500暈升/分,壓力調至50X 10托，聞偏壓電壓保持I分。φ鋯金屬沉積靶材為鋯，沉積電壓調至70V，金屬沉積時間為3分鐘。
色彩沉積反應氣體采用氮氣和甲烷，色彩沉積時電流調至300A，電壓調至
60V,將氮氣流量調至120毫升/分，調節時，每次增量為5-10毫升/分，甲烷流量調至25毫升/分，調節時，每次增量為5毫升/分，鍍膜室壓力設置為50X 10托，色彩沉積時間為12分鐘；甲烷，氮氣和鋯反應生成的Zr-N-C復合物沉積在基體材料表面。 氧化氧化物沉積時電流設置為300A，電壓調至60V，將氧氣調至500毫升/
分，氧化物沉積壓力為IOX 10托，氧化物沉積時間為30秒，氧化物是氧化鋯。最后，將產品冷卻后出爐即可，獲得所述氣體沉積涂層的色值L值為76，A值為
I.5，B值為25 ;顏色為暗土黃色。實施例10
作為本發明第10個實施例的物理氣相沉積方法，具體包括如下步驟
基體材料前處理步驟
φ本發明選用ABS塑料作為基體材料，ABS塑料先經過脫脂，然后水洗3次，經粗化，
回收2次，水洗3次，中和，水洗3次，預浸，活化，水洗兩次，解膠，水洗3次，化學鎳，水洗2次，酸活化，酸銅，水洗3次,純水洗,活化,化學鎳的厚度為2. Oum ;酸銅層的厚度為15um ；
對經過處理后的ABS塑料進行電鍍，獲得表層覆蓋有電鍍層的ABS塑料，電鍍層為
鎳層和鉻層，其中，所述鎳層厚度為18um，鉻層厚度大于或者等于lum。PVD 步驟
①浸泡將前處理后的ABS塑料浸泡于工業酒精中，取出用純棉布擦凈，然后將其掛到專用掛具中。
@輝光清洗將上述掛具放入鍍膜室內，磁場線圈電流設定為120A，轉架速度設
定為O. 35轉/分，抽真空，預熱溫度設為150°C，預熱時間15分鐘，真空度達到2. 00X10-5托，輝光放電時間5分鐘；再將輝光電壓調至400V，氬氣流量調至1500毫升/分，輝光放電壓力調至250X 10托，輝光放電時間5分鐘進行輝光清洗。@高偏壓轟擊將高偏壓電壓調至350V，金屬弧電流調至300A，氬氣流量調至500暈升/分，壓力調至50X 10托，聞偏壓電壓保持3分。@錯金屬沉積祀材為錯，沉積電壓調至70V,金屬沉積時間為5分鐘。φ色彩沉積:反應氣體采用氮氣和甲烷，色彩沉積時電流調至300A，電壓調至
60V,將氮氣流量調至200毫升/分，調節時，每次增量為5-10毫升/分，甲烷流量調至75 毫升/分，調節時，每次增量為5毫升/分，鍍膜室壓力設置為60X 10托，色彩沉積時間為12分鐘；甲烷，氮氣和鋯反應生成的Zr-N-C復合物沉積在基體材料表面。 氧化氧化物沉積時電流設置為300A，電壓調至60V，將氧氣調至500毫升/
分，氧化物沉積壓力為IOX 10托，氧化物沉積時間為30秒，氧化物是氧化鋯。最后，將產品冷卻后出爐即可，獲得所述氣體沉積涂層的色值L值為81，A值為3，B值為30 ;顏色為金色。實施例11
作為本發明第11個實施例的物理氣相沉積方法，具體包括如下步驟
基體材料前處理步驟
φ本發明選用ABS塑料作為基體材料，ABS塑料先經過脫脂，然后水洗3次，經粗化，
回收2次，水洗3次，中和，水洗3次，預浸，活化，水洗兩次，解膠，水洗3次，化學鎳，水洗2次，酸活化，酸銅，水洗3次,純水洗,活化,化學鎳的厚度為2. Oum ;酸銅層的厚度為25um ；
對經過處理后的ABS塑料進行電鍍，獲得表層覆蓋有電鍍層的ABS塑料，電鍍層為
鎳層和鉻層，其中，所述鎳層厚度為18um，鉻層厚度大于或者等于O. 25um。PVD 步驟
CD浸泡將前處理后的ABS塑料浸泡于工業酒精中，取出用純棉布擦凈，然后將其掛到專用掛具中。@輝光清洗將上述掛具放入鍍膜室內，磁場線圈電流設定為120A，轉架速度設
定為O. 35轉/分，抽真空，預熱溫度設為150°C，預熱時間15分鐘，真空度達到2. OOX 10_5托，輝光放電時間5分鐘；再將輝光電壓調至400V，氬氣流量調至1500毫升/分，輝光放電壓力調至250X 10托，輝光放電時間5分鐘進行輝光清洗。
高偏壓轟擊將高偏壓電壓調至250V，金屬弧電流調至300A，氬氣流量調至500毫升/分，壓力調至50 X 10托，高偏壓電壓保持3分。 鋯金屬沉積靶材為鋯，沉積電壓調至70V，金屬沉積時間為5分鐘。 色彩沉積反應氣體采用氮氣和甲烷，色彩沉積時電流調至300A，電壓調至
60V,將氮氣流量調至200毫升/分，調節時，每次增量為5-10毫升/分，甲烷流量調至25毫升/分，調節時，每次增量為5毫升/分，鍍膜室壓力設置為60X 10托，色彩沉積時間為12分鐘；甲烷，氮氣和鋯反應生成的Zr-N-C復合物沉積在基體材料表面。 氧化氧化物沉積時電流設置為300A，電壓調至60V，將氧氣調至500毫升/
分，氧化物沉積壓力為IOX 10托，氧化物沉積時間為30秒，氧化物是氧化鋯。 最后，將產品冷卻后出爐即可，獲得所述氣體沉積涂層的色值L值為77.6，A值為I. 5，B值為30 ;顏色為蠟黃色。實施例12
作為本發明第12個實施例的物理氣相沉積方法，具體包括如下步驟
基體材料前處理步驟
Φ本發明選用ABS塑料作為基體材料，ABS塑料先經過脫脂，然后水洗3次，經粗化，
回收2次，水洗3次，中和，水洗3次，預浸，活化，水洗兩次，解膠，水洗3次，化學鎳，水洗2次，酸活化，酸銅，水洗3次,純水洗,活化,化學鎳的厚度為I. 5um ;酸銅層的厚度為20um ；
對經過處理后的ABS塑料進行電鍍，獲得表層覆蓋有電鍍層的ABS塑料，電鍍層為
鎳層和鉻層，其中，所述鎳層厚度為16um，鉻層厚度大于或者等于O. 5um。PVD 步驟
浸泡將前處理后的ABS塑料浸泡于工業酒精中，取出用純棉布擦凈，然后將其掛到專用掛具中。@輝光清洗將上述掛具放入鍍膜室內，磁場線圈電流設定為120A，轉架速度設
定為O. 35轉/分，抽真空，預熱溫度設為150°C，預熱時間15分鐘，真空度達到2. 00X10-5托，輝光放電時間5分鐘；再將輝光電壓調至370V，氬氣流量調至1500毫升/分，輝光放電壓力調至250X 10托，輝光放電時間5分鐘進行輝光清洗。@高偏壓轟擊將高偏壓電壓調至300V，金屬弧電流調至300A，氬氣流量調至500暈升/分，壓力調至50X 10托，聞偏壓電壓保持3分。
@鋯金屬沉積靶材為鋯，沉積電壓調至70V，金屬沉積時間為5分鐘。 色彩沉積反應氣體采用氮氣和乙炔，色彩沉積時電流調至300A，電壓調至
60V,將氮氣流量調至160毫升/分，調節時，每次增量為5-10毫升/分，乙炔流量調至50毫升/分，調節時，每次增量為5毫升/分，鍍膜室壓力設置為60X 10托，色彩沉積時間為12分鐘；乙炔，氮氣和鋯反應生成的Zr-N-C復合物沉積在基體材料表面。 氧化氧化物沉積時電流設置為300A，電壓調至60V，將氧氣調至500毫升/
分，氧化物沉積壓力為IOX 10托，氧化物沉積時間為30秒，氧化物是氧化鋯。最后，將產品冷卻后出爐即可，獲得所述氣體沉積涂層的色值L值為80，A值為3， B值為27. 5 ;顏色為亮香檳色。實施例13
作為本發明第13個實施例的物理氣相沉積方法，具體包括如下步驟
基體材料前處理步驟
①本發明選用ABS塑料作為基體材料，ABS塑料先經過脫脂，然后水洗3次，經粗化，
回收2次，水洗3次，中和，水洗3次，預浸，活化，水洗兩次，解膠，水洗3次，化學鎳，水洗2次，酸活化，酸銅，水洗3次,純水洗,活化,化學鎳的厚度為O. 5um ;酸銅層的厚度為15um ；
@對經過處理后的ABS塑料進行電鍍，獲得表層覆蓋有電鍍層的ABS塑料，電鍍層為
鎳層和鉻層，其中，所述鎳層厚度為14um，鉻層厚度大于或者等于lum。PVD 步驟
①浸泡將前處理后的ABS塑料浸泡于工業酒精中，取出用純棉布擦凈，然后將其掛到專用掛具中。@輝光清洗將上述掛具放入鍍膜室內，磁場線圈電流設定為120A，轉架速度設
定為O. 35轉/分，抽真空，預熱溫度設為150°C，預熱時間15分鐘，真空度達到2. 00X10-5托，輝光放電時間5分鐘；再將輝光電壓調至350V，氬氣流量調至1500毫升/分，輝光放電壓力調至250X 10托，輝光放電時間5分鐘進行輝光清洗。 高偏壓轟擊將高偏壓電壓調至350V，金屬弧電流調至300A，氬氣流量調至500暈升/分，壓力調至50X 10托，聞偏壓電壓保持3分。④鋯金屬沉積靶材為鋯，沉積電壓調至70V，金屬沉積時間為5分鐘。(g)色彩沉積反應氣體采用氮氣和甲烷，色彩沉積時電流調至300A，電壓調至60V，將氮氣流量調至120毫升/分，調節時，每次增量為5-10毫升/分，甲烷流量調至75毫升/分，調節時，每次增量為5毫升/分，鍍膜室壓力設置為60X 10托，色彩沉積時間為
12分鐘；甲烷，氮氣和鋯反應生成的Zr-N-C復合物沉積在基體材料表面。 氧化氧化物沉積時電流設置為300A，電壓調至60V，將氧氣調至500毫升/
分，氧化物沉積壓力為IOX 10托，氧化物沉積時間為30秒，氧化物是氧化鋯。最后，將產品冷卻后出爐即可，獲得所述氣體沉積涂層的色值L值為77.9，A值 為3，B值為25 ;顏色為暗金色。上述實施例中的氧化鋯沉積層近似于透明色，對于產品起到了防腐、保護的作用，該氧化鋯沉積層不會對產品的顏色造成影響。本發明所述的涂層沉積的方法，通入的氮氣與甲烷或氮氣與乙炔，以及鋯金屬原子放電反應形成有色彩的復合物，該復合物沉積在基體材料表面。通過調整反應氣體通入的流量來控制復合物的組成和結構，進而控制涂層的顏色，所生產的產品顏色一致，符合預設的色值。本發明所述的涂層沉積的方法，在進行物理氣相沉積之前，在基體材料表面電鍍上鎳層和鉻層，提高產品的防腐蝕能力，作為P伏D層的良好底材，既能保證與P伏D層有良好的結合力，又能提供光亮的表面效果，控制涂層顏色的L值，能掩蓋銅合金和ABS基體材料的部分細微缺陷。顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉，而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明權利要求的保護范圍之中。
權利要求
1.一種涂層沉積方法，包括 基體材料前處理和PVD步驟，所述PVD步驟依次包括色彩沉積步驟和氧化步驟； 所述色彩沉積步驟是在前處理后的所述基體材料上沉積色彩涂層； 所述氧化步驟是在所述色彩涂層上沉積氧化物涂層； 其特征在于在所述色彩沉積步驟中，通過調節反應氣體流量控制所述色彩涂層的化學物質的組成和晶相結構，從而控制所述色彩涂層的A值和B值，得到特定色彩的涂層。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于所述色彩涂層為Zr-N-C復合物。
3.根據權利要求I或2所述的方法，其特征在于所述氧化物涂層為氧化鋯。
4.根據權利要求1-3任一所述的方法，其特征在于在所述色彩沉積步驟中，所述反應氣 體為氮氣與甲烷或氮氣與乙炔；調節所述氮氣流量來控制所述色彩涂層的B值；調節所述甲烷或乙炔流量來控制所述色彩涂層的A值。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于調節所述氮氣流量為120-200毫升/分，調節時每次增量為5-10毫升/分，從而控制所述色彩涂層的B值為25-30 ;調節所述甲烷或乙炔流量為25-75毫升/分，調節時每次增量為5毫升/分，從而控制所述色彩涂層的A值為 1.5-3. O。
6.根據權利要求1-5任一所述的方法，其特征在于所述基體材料前處理具體包括以下步驟 Φ對所述基體材料表面進行光潔度處理，獲得表面光潔度為RaO. 04-Ra0. 08的基體材料； @對經過所述光潔度處理后的基體材料依次電鍍上鎳層和鉻層，獲得表層覆蓋有鎳層和鉻層的基體材料。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于獲得的所述基體材料的表面光潔度為RaO. 04_Ra0. 06。
8.根據權利要求6或7所述的方法，其特征在于通過控制所述鎳層和鉻層的厚度來控制所述涂層的L值，得到特定亮度的涂層。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于所述鎳層的厚度為14um -18um，所述鉻層的厚度大于或者等于O. 25um-lum時，所述涂層的L值為76-78。
10.根據權利要求6-9任一所述的方法，其特征在于所述基體材料為金屬基體材料或非金屬基體材料。
11.根據權利要求10所述的方法，其特征在于所述光潔度處理具體包括，將所述金屬基體材料先進行粗磨清潔，粗磨用砂輪粒度為180#或400#，然后采用布輪清光。
12.根據權利要求10或11所述的方法，其特征在于所述PVD步驟中，所述金屬基體材料的輝光放電電壓為400-500伏，最大偏壓為400-600伏；所述非金屬基體材料的輝光放電電壓為350-400伏，最大偏壓為250-350伏。
13.一種使用權利要求I 一 12任一所述方法獲得的涂層，其特征在于所述涂層由上到下依次包括氧化物涂層、色彩涂層、鉻層和鎳層；所述涂層顏色的L值為76-81，A值為I.5-3. 0，B 值為 25-30。
全文摘要
本發明所述的涂層沉積方法，其包括基體材料前處理和PVD的步驟，所述PVD步驟中色彩沉積步驟通過控制反應氣體的流量可以使所生成的色彩涂層組成和結構發生細微的變化，從能夠精確控制所獲得涂層的顏色，滿足日益提高的視覺需求。
文檔編號C23C28/00GK102877065SQ20121036299
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月26日 優先權日2012年9月26日
發明者不公告發明人 申請人:廣州海鷗衛浴用品股份有限公司