[發明專利]一種鋁合金表面處理方法

無效

• 申請號: 200710156874.6
• 申請日: 2007-11-15
• 公開（公告）號: CN101161857A
• 公開（公告）日: 2008-04-16
• 發明（設計）人: 杜平凡;徐敏;席珍強;姚劍
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: C23C16/34
• 分類號: C23C16/34;C23C16/52;C23C16/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發明涉及一種金屬表面處理方法，特別是普通鋁合金門窗所用鋁合金表面處理方法。

背景技術

由于鋁合金具有強度高、重量輕、變形小、穩定性高、耐久性強、利于定型加工、開啟輕便、密閉性好、維修費用低、裝飾效果較強、使用壽命長(50-100年)，報廢后還可高價回收再利用，無任何污染等特點。建筑物或建筑物中鋁合金門窗的應用日益普遍，隨著科學技術的進步，近年來正逐步向汽車工業、宇航、海洋應用等方面拓展。

但是鋁合金門窗長期接觸水或其它電解質溶液，容易產生電化學腐蝕，同時鋁合金門窗框上有一些鋼鐵連接件、固定件，鋁合金與鋼鐵之間長期接觸，在潮濕環境下也會發生電化學腐蝕。此外，鋁合金接觸水泥砂漿會造成腐蝕，這是由于水泥砂漿呈堿性引起的，這也是鋁合金門窗所獨有的問題。合金本身存在耐腐蝕性差的弱點，除易受空氣中的酸雨侵蝕外，水泥水化作用生成Ca(OH)₂的與空氣中的CO₂作用生成CaCO₃對鋁材亦有腐蝕作用。對鋁合金表面噴漆處理，雖然極大改善了鋁合金的美觀度，但是耐高溫性差、抗腐蝕性弱，且易脫落。

目前，國內外都在采取各種方法對鋁及其合金表面進行改性處理，以獲得各項優良性能，拓寬其應用范圍。

發明內容

為解決背景技術中存在的一些技術問題，本發明的目的在于提供了一種鋁合金表面處理方法。使其具有耐腐蝕，抗磨損，耐高溫，色澤亮麗的特點，并且可以根據膜厚的不同呈現不同的顏色，提高鋁合金的美觀度。

本發明采用的技術方案是：

先對鋁合金表面拋光，清洗，然后采用有機溶劑，酒精等超聲清洗后，在普通鋁合金基底上采用PECVD法沉積一層氮化硅薄膜，沉積過程采用的參數，溫度為100～500℃，射頻功率為20～150W，沉積時間為5～60min，SiH₄/NH₃流量比為4∶1～1∶30。

所述的沉積氮化硅薄膜厚度隨沉積參數的變化而變化，從而在鋁合金表面顯示出不同的顏色。

本發明具有的有益效果是：

氮化硅膜覆蓋在鋁合金表面，由于氮化硅耐腐蝕性強、硬度高、抗高溫能力強、色澤亮麗，有效阻止了外界對鋁合金的腐蝕，從而提高其耐腐蝕性；另外，相比于表面噴漆處理，沉積氮化硅膜有效提高了鋁合金表面抗高溫性、抗腐蝕性能，且氮化硅膜與合金表面結合良好，不易脫落，并且可以根據膜厚的不同呈現不同的顏色，提高鋁合金的美觀度。

具體實施方式

下面實施例中的氮化硅膜均采用等離子增強化學氣相沉積法(PECVD)沉積得到。設備型號為北京微電子研究所提供的HQ-2型PECVD。

實施例1：選用普通鋁合金門窗上的鋁合金，制作成2.5cm×1.5cm的試樣，分別在1#，3#，5#砂紙拋光，然后用清水沖洗干凈，再用丙酮超聲清洗15min，酒精超聲清洗10min，最后去離子水沖洗干凈，晾干，放入PECVD工作室沉積。在沉積過程中，PECVD的參數設置為：溫度300℃，射頻功率55W，SiH₄(10％N₂稀釋)流量100sccm，NH₃流量30sccm，沉積時間10min。沉積完畢后，在鋁合金表面形成了一層淡黃色的氮化硅保護膜。

實施例2：選用普通鋁合金門窗上的鋁合金，制作成2.5cm×1.5cm的試樣，分別在1#，3#，5#砂紙拋光，然后用清水沖洗干凈，再用丙酮超聲清洗15min，酒精超聲清洗10min，最后去離子水沖洗干凈，晾干，放入PECVD工作室沉積。在沉積過程中，PECVD的參數設置為：溫度500℃，射頻功率150W，SiH₄(10％N₂稀釋)流量50sccm，NH₃流量150sccm，沉積時間5min。沉積完畢后，在鋁合金表面形成了一層暗黃色的氮化硅保護膜。

實施例3：選用普通鋁合金門窗上的鋁合金，制作成2.5cm×1.5cm的試樣，分別在1#，3#，5#砂紙拋光，然后用清水沖洗干凈，再用丙酮超聲清洗15min，酒精超聲清洗10min，最后去離子水沖洗干凈，晾干，放入PECVD工作室沉積。在沉積過程中，PECVD的參數設置為：溫度100℃，射頻功率20W，SiH₄(10％N₂稀釋)流量200sccm，NH₃流量5sccm，沉積時間60min。沉積完畢后，在鋁合金表面形成了一層暗紅色的氮化硅保護膜。

上述具體實施方式用來解釋說明本發明，而不是對本發明進行限制，在本發明的精神和權利要求的保護范圍內，對本發明作出的任何修改和改變，都落入本發明的保護范圍。