[發明專利]一種不銹鋼基材的裝飾性涂層

有效

• 申請號: 202010542801.6
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111663100B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 馬丁·森斯;眭凌杰;孫偉明;萬敘宏;張燕華
• 申請（專利權）人: 福建新越金屬材料科技有限公司
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/35;C23C14/30;C23C14/32
• 代理公司: 泉州市博一專利事務所(普通合伙) 35213
• 代理人: 方傳榜

一種不銹鋼基材的裝飾性涂層，包括至少一個化合物涂層，化合物涂層由硅鉻合金組成，該合金部分至完全與氮N反應，每個化合物涂層表達式(Si:Cr)N_X，所有化合物涂層通過物理氣相沉積方法鍍制在不銹鋼基材的鍍膜面上，化合物層上方鍍制一個透明或半透明減反層，透明或半透明減反層用表達式(Si:Cr)N_XO_Y來描述，化合物涂層及透明或半透明減反層中的(Si:Cr)均描述為硅和鉻在0～100%之間的任意比例，指數X、Y均在0～1之間變化。本發明鍍制一個透明或半透明減反層，有助于調整色彩飽和度C*或者使顏色變得更暗或更亮，CIELAB的L*值也可以通過調整透明或半透明減反層的厚度或通過調整其成分來進行調整。

技術領域

本發明涉及一種真空鍍膜裝飾性涂層，更具體地說是指一種不銹鋼基材的裝飾性涂層。

背景技術

裝飾性涂層被廣泛應用在日常生活中。該涂層在產品設計及建筑設計的使用上不僅提升了外觀以及環境舒適性，而且還具備其它的功能特性，比如：增加耐磨性以及防腐蝕性。

PVD物理氣相沉積涂層有著與染色產品類似的優勢。它可以保持金屬的光澤而同時應用多種不同的顏色。因此，與涂敷著色或上漆工藝相比，PVD工藝所鍍的膜系涂層是非常薄的，同時使用的鍍膜原材料也少得多。PVD工藝所鍍涂層的一個特征是涂層在生長形成的過程中不使用任何化學液體如染色溶液或電解液。涂層材料在沉積到基材上之前在高真空環境下直接轉變成氣相。因此對于上述提及的涂鍍技術，PVD鍍膜技術是一種100%綠色環保無污染的替代技術。

針對裝飾性涂層應用PVD鍍膜技術已經在數個專利中被描述過了。許多主要的應用都是基于金屬碳氮氧化物的涂層。耐火金屬鉿（Hf）、鉭（Ta）、鋯（Zr）和鈦（Ti）在真空條件下具有反應性氣體（如：氧氣和/或碳氫化合物，比如甲烷、乙烷或乙炔和/或氮氣）的氛圍中被沉積來形成例如，碳氮化鈦（TiCN）、碳氧鈦鋯（TiZrC_xO_y）、碳氮氧化鈦鋯（TiZrC_xO_yN_z）、碳氮化鋯（ZrCN）、碳氧化鋯（ZrCO_x）及其它一些化合物。另一個主要的應用是基于金屬氮化物涂層具有的惰性色，比如氮化鈦（TiN）提供金色，或者氮化鋯（ZrN）提供淡金色或者他們兩者與其它金屬氮化物的混合物，最常見的是氮化鈦鋁（AlTiN）。

上述金屬碳氧氮化物涂層和金屬氮化物涂層的主要特點是其非常高的溫度穩定性、非常高的化學穩定性、高的韌性和極高的硬度，其中許多材料可以達到較高的15GPa，甚至更高的20GPa的維氏硬度值。對于使用這類材料所獲得的涂鍍試樣來說，其涂鍍的厚度值通常大于500納米，對于非常堅韌和硬的涂層，比如用在工具上的材料，其涂鍍的厚度需大于2微米，甚至高達10微米。在這個厚度范圍內，顏色外觀則是通過該涂鍍材料的惰性色而不是干涉色的效果來實現的。與此相比，可調的顏色范圍是相當有限的。

使用干涉效應來實現彩色裝飾性涂層的地方也有相關的應用。這些涂層材料通常是透明且稍微具有吸收性的金屬氧化物，比如氧化硅（SiO_x）、氧化鈦（TiO_x）、氧化鋁（AlO_x）和氧化鉻（CrO_x）等，但是也有一些氮化物，比如透明的氮化硅（Si₃N₄）以及甚至是薄的半透明氮化鈦鋁（AlTiN）薄膜，等于或低于100納米厚度的氮化鈦鋁（AlTiN）薄膜通常被用在一個反射性的基材上。這些涂層可以通過用于大面積鍍膜的主要PVD鍍膜技術，比如電子束蒸發和磁控濺射來制備。鍍膜工藝可以被設計來實現在設計涂層時候的靈活性，比如設計一個涂層的材料屬性。

基于透明金屬氧化物的干涉彩色涂層的一個缺點是顏色調整的靈活性較差，CIELAB的顏色值也難以調整至合適大小。這些涂層體系相比上述提及的以金屬氮化物、金屬碳氮化物或金屬碳氮氧化物為基礎的涂層體系來說，在機械穩定性、溫度穩定性和化學穩定性方面也會更差些。

發明內容