[发明专利]一种金属表面处理工艺

说明书

技术领域

本发明属于金属表面处理技术领域，特别涉及一种金属表面处理工艺。

背景技术

现有技术中，金属材料如不锈钢、铜、铁、铝等存在耐磨性差、易出现刮痕、防腐性差的缺点。为了提高金属材料的各种性能，人们经常在金属材料的表面进行镀膜处理。如申请号为200910102234.6的中国发明专利申请公开了一种提高430不锈钢板材防腐性能的制造工艺，其依次采用步骤：开平备料、研磨抛光、清洗、烘干、检验、PVD真空镀膜、贴膜包装；其中PVD真空镀膜工序如下：(A)、将430不锈钢镜面板材装载于真空炉体内，在100~200℃的炉温下抽真空至1.5~1.8×10^-2pa，采用多弧离子镀膜技术，在镀件表面先沉积一层纯金属底层，该金属材质为铬；（B）、在金属底层基础上，制备CrN层，镀膜时间为10~20min，真空度保持在2~3×10^-1pa，在430不锈钢镜面板材表面再沉积一层约0.2~0.3微米的CrN层；(C)、镀膜结束后进行钝化冷却处理。该发明能提升430不锈钢板材表面防腐性能，具有绿色环保和节能的特点。

但是，上述制造工艺仅能提高不锈钢的防腐性能，未提出解决金属材料的耐磨性差、易出现刮痕的缺点的技术方案，且上述制造工艺及现有技术的镀膜工艺中，由于镀膜的膜层较薄，一般为0.3~3微米，因此，对增加金属材料的厚度及硬度的效果不明显，镀膜后的金属材料仍然存在耐磨性不高的缺点。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种金属表面处理工艺，该处理工艺容易操作，制得的产品的厚度及硬度较高，耐磨性、耐刮擦性强，耐温度变化性能及防腐良好，且具有良好的金属光泽。

本发明的目的是这样实现的。

一种金属表面处理工艺，包括以下工艺步骤：

（a）表面清洁：将待处理的金属基体进行表面清洁，除去金属基体表面的附着物；

（b）喷涂釉层：用喷枪或喷雾器将釉料雾化喷到金属基体的表面，形成釉层；

（c）烘烤固化：将喷涂釉层的金属基体置于烘箱中烘烤，使釉层固化； 

（d）二次清洗：将喷涂釉层的金属基体进行二次清洗；

（e）PVD镀膜：将喷涂釉层的金属基体进行PVD镀膜，在釉层的表面形成膜层，制得金属基体成品。

其中，所述步骤（a）表面清洁具体为：将金属基体进行抛光处理、磨砂处理、喷砂处理、磨光处理中的一种或者一种以上的混合膜层的处理，然后进行超声波清洗，除去金属基体表面的油、蜡及氧化层。

其中，所述步骤（b）喷涂釉层具体为：在万级无尘室中，用静电喷枪将釉料雾化喷到金属基体的表面，形成釉层。制作陶瓷的常用釉料均可应用于本发明中。

其中，所述步骤（b）喷涂釉层中，釉层的厚度为≥20μm。

优选地，所述步骤（b）喷涂釉层中，釉层的厚度为20μm~100μm。

其中，所述步骤（c）烘烤固化中，烘箱的温度为600℃～1000℃，烘烤的时间为3分钟～1小时。

其中，所述步骤（e）PVD镀膜中，PVD镀膜具体为真空蒸发镀膜、真空离子镀膜或者真空溅射镀膜中的一种。

PVD也就是物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)技术，在真空条件下，采用物理方法，将材料源——固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体(或等离子体)过程，在金属基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。

真空蒸发镀膜的原理是在真空条件下，使金属、金属合金或化合物蒸发，然后沉积在金属基体表面上，蒸发的方法常用电阻加热，高频感应加热，电子束、激光束、离子束高能轰击镀料，使蒸发成气相，然后沉积在金属基体表面。

真空溅射镀膜的原理是充氩(Ar)气的真空条件下，使氩气进行辉光放电，这时氩(Ar)原子电离成氩离子(Ar⁺)，氩离子在电场力的作用下，加速轰击以镀料制作的阴极靶材，靶材会被溅射出来而沉积到工件表面。如果采用直流辉光放电，称直流(Qc)溅射，射频(RF)辉光放电引起的称射频溅射。磁控(M)辉光放电引起的称磁控溅射。

真空离子镀膜的原理是在真空条件下，采用某种等离子体电离技术，使镀料原子部分电离成离子，同时产生许多高能量的中性原子，在被镀金属基体上加负偏压。这样在深度负偏压的作用下，离子沉积于金属基体表面形成薄膜。

其中，所述步骤（e）PVD镀膜中，膜层的厚度为0.3μm~1μm。