[发明专利]一种零件表面金属镀层缺陷的修复方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种零件表面金属镀层缺陷的修复方法，涉及真空磁控溅射镀膜技术领域，具体是利用该技术对电沉积、化学沉积镀层表面缺陷或损伤进行修复，从而恢复工程用零部件镀层的功能。

背景技术：

在各工程领域，电沉积、化学沉积金属覆盖层(包括铬、镍、铜、锌等)被广泛用来提高零件的外观质量、导电性、耐腐蚀以及耐磨擦磨损等性能。在提供各种用途的涂层同时，由于电沉积、化学沉积过程涉及到温度、镀液配方、镀液理化性能及镀槽设置等工艺参数，完全避免电沉积、化学沉积过程的缺陷几乎是不可能的。另外，电沉积、化学沉积后处理、后续加工、运输乃至服役过程的轻微磕碰、刮擦及不合理安装及使用也会造成金属镀层的损伤。

镀层的缺陷和损伤会使其使用性能受到影响，严重的会导致相应零部件功能的丧失乃至设备无法运行。缺陷和损伤按几何特点可以分为点状、线状和面状三类。对已发生的缺陷和损伤，镀层生产企业往往进行整体化学或机械退镀后再重新实施电沉积、化学沉积工艺。上述工艺过程和电沉积、化学沉积过程一样，存在着严重的污染问题。另外，对于仅发生在局部区域的镀层缺陷和损伤进行上述处理，也存在着严重的浪费问题。近年来发展起来的电刷镀和热喷涂等技术，虽然可以实现局部修复，但前者存在着膜层结合力的问题，后者则受到材料体系的制约。

磁控溅射镀膜技术是众多真空镀膜技术的一种，具有“低温、高速”等优点。由于基于气相过程，所以该技术完全避免了污染物的产生。由于溅射现象的广泛性，可以使用和电沉积、化学沉积相同或相近的材料作为磁控溅射靶材，辅以合适的前处理和后处理，在工程用零部件镀层缺陷或损伤位置处选择性的沉积上材质相同、组织结构相似并且结合紧密的修复涂层。

发明内容：

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种使用磁控溅射进行镀层修复的方法。针对不同类型的电沉积、化学沉积镀层，可以对缺陷或损伤位置进行选择性的修复。修复区域具有和原镀层材质相同、组织结构相似并且结合紧密的特点。和原有修复方法相比，本发明不仅具有明显的经济优势，而且可以完全避免传统修复方法所造成的污染。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种零件表面金属镀层缺陷的修复方法，按如下步骤进行：

(A)、对工程用零部件金属镀层表面缺陷或损伤位置进行物理及化学预清洗；

(B)、对缺陷或损伤位置进行喷砂处理及镀前清洗；

(C)、选择合适的装夹具对待处理零件进行安装，并使缺陷或损伤位置处于真空室内；

(D)、对真空室进行抽气，对金属镀层缺陷或损伤位置进行加热及等离子体清洗；

(E)、向真空室内充入氩气，并将压力控制在0.5Pa-10Pa之间，当零件表面被加热达到200-400℃时，进行步骤F；

(F)、将真空室内的溅射源通电，采用和电镀层相同或相近的靶材，对缺陷或损伤位置进行溅射镀膜；

(G)、膜层厚度达到要求后，溅射源断电，真空室充保护性气体，保温0.5-1小时后，断开加热电源，并等待零件降温；

(H)、零件温度降到室温后，取出零件并对缺陷或损伤位置进行后续加工，使其尺寸和外观达到要求。

所述金属镀层缺陷包括电沉积、化学沉积过程中形成的针孔、麻点、起泡以及小面积的剥离和起皮；所述损伤包括运输、安装、使用过程中形成的点状、线状的碰伤、划伤。

所述金属镀层是以装饰、耐腐蚀、耐磨损为目的的，通过电沉积、化学沉积制备而得的覆盖在工程用零部件表面的工程用金属覆盖层，为铬、镍、铜、锌或铝覆盖层。

所述化学预清洗是以清除表面油污、灰尘、锈迹为目的而采用的清理手段，所述清理手段包括酒精清洗、喷砂、砂纸打磨。

步骤B中所述喷砂处理及镀前清洗包括：采用200#以上石英砂作为磨料，对缺陷或损伤位置进行局部喷砂处理，并对镀层完好区域进行保护，喷砂目的在于消除缺陷和损伤的锐边，改善膜层结合状况。

步骤D中所述加热为电阻加热或辐射加热方式对待修复区域进行处理，根据材料体系的不同，处理温度在200-400℃范围内。

步骤D中所述等离子体清洗是将待处理工程用零部件置于负电位-50V～-200V，使真空室内发生等离子体辉光放电，并利用放电产生的氩离子对缺陷或损伤位置进行轰击，清洗过程是为了提高修复涂层和工程用零部件基材以及已有涂层间结合力而进行的处理。

步骤G中所述膜层厚度比原电沉积、化学沉积涂层厚度高5～10微米。