[发明专利]一种涂层沉积方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂层沉积方法，属于表面处理技术领域。

背景技术

 物理气相沉积技术早在20世纪初已有些应用，但在最近30年迅速发展，成为一门极具广阔应用前景的新技术，并向着环保型、清洁型趋势发展。

物理气相沉积(Physical vapor Deposition，PVD)技术表示在真空条件下，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，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。 物理气相沉积的主要方法有真空蒸镀、溅射镀膜、电弧等离子体镀、离子镀膜，及分子束外延等。发展到目前，物理气相沉积技术不仅可沉积金属膜、合金膜，还可以沉积化合物、陶瓷、半导体、聚合物膜等。

目前国内仿色镀膜主要为电镀工艺，但电镀工艺是化学电镀，电镀过程中产生的废液如氰化物、低氰柠檬酸盐和亚硝酸盐镀液，这些电镀废液如不经处理，将会对水域、土壤和食物链造成长久的污染和破坏，对生态环境和人类健康产生破坏。

也有部分通过物理气相沉积即PVD的方法进行仿色镀膜，中国专利文献CN1460061A公开了一种采用不锈钢外观的多层装饰性和保护性涂层涂覆的制品，涂层包括在所述制品表面上的一个或多个电镀层和在电镀层上的气相沉积颜色层，该颜色层由锆、钛和铪等耐火金属或耐火金属合金、氮气和氧气的反应产物组成，其中总氮和氧含量为约4-32原子百分比和氮含量至少为约3原子百分比。

随着社会的发展，人类对制品美观程度的要求逐渐提高，因此对制品涂层的颜色划分得越来越精细，虽然上述技术能够得到具有不锈钢外观涂层的制品，但是无法精确地控制涂层的颜色，因而无法根据视觉上的不同需要，准确得到颜色具有细微差别的涂层。

通常，颜色的细微差别通过颜色模型能够表示出来，颜色模型（LAB）的数值能够描述正常视力的人所能看到的所有颜色，其中L表示亮度，值域为0-100，A和B表示有关色彩的两个值，A表示从洋红色至绿色的范围，B表示从黄色至蓝色的范围，值域都是+127～-128；其中+127A就是洋红色，渐渐过渡到-128A的时候变为绿色，同理，+127B是黄色，-128B是蓝色，所有颜色以这三个值交互变化组成，其中A和B值控制着色彩的变化，也就是说，虽然在不同亮度（L值）下，LAB所描述的颜色不同，但若A和B值相同，其色彩是不变的，只不过随着亮度的变化，颜色发生改变。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题是现有技术无法精确控制涂层的颜色，得到颜色具有细微差别的涂层；进而提供一种能够精确控制涂层的颜色，从而能够根据需要控制制品外观颜色呈现细微差别的气相沉积方法及其获得的气相沉积涂层。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种涂层沉积方法，包括基体材料前处理和PVD步骤，所述PVD步骤依次包括色彩沉积步骤和氧化步骤；所述色彩沉积步骤是在前处理后的所述基体材料上沉积色彩涂层；所述氧化步骤是在所述色彩涂层上沉积氧化物涂层；在所述色彩沉积步骤中，通过调节反应气体流量控制所述色彩涂层的化学物质的组成和晶相结构，从而控制所述色彩涂层的A值和B值，得到特定色彩的涂层。

所述色彩涂层为Zr-N-C复合物。

所述氧化物涂层为氧化锆。

在所述色彩沉积步骤中，所述反应气体为氮气与甲烷或氮气与乙炔；调节所述氮气流量来控制所述色彩涂层的B值；调节所述甲烷或乙炔流量来控制所述色彩涂层的A值。 

调节所述氮气流量为120-200毫升/分，调节时每次增量为5-10毫升/分，从而控制所述色彩涂层的B值为25-30；调节所述甲烷或乙炔流量为25-75毫升/分，调节时每次增量为5毫升/分，从而控制所述色彩涂层的A值为1.5-3.0。

所述基体材料前处理具体包括以下步骤：

对所述基体材料表面进行光洁度处理，获得表面光洁度为Ra0.04-Ra0.08的基体材料；

对经过所述光洁度处理后的基体材料依次电镀上镍层和铬层，获得表层覆盖有镍层和铬层的基体材料。

获得的所述基体材料的表面光洁度为Ra0.04-Ra0.06。

通过控制所述镍层和铬层的厚度来控制所述涂层的L值，得到特定亮度的涂层。

所述镍层的厚度为14 um -18um，所述铬层的厚度大于或者等于0.25um-1um时，所述涂层的L值为76-78。

所述基体材料为金属基体材料或非金属基体材料。