[发明专利]金属层热处理方法及制品

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属层热处理方法及制品。

背景技术

现有技术，通常对具有金属层的钢化玻璃、不锈钢等基材进行氧气热处理，使所述金属层中的金属原子与氧气反应形成金属氧化物层，如此，提高产品的耐腐蚀性、耐磨性等性能。由于所述氧气热处理一般在500℃以上进行，然在此高温下容易因受热使钢化玻璃变脆、不锈钢变软，导致其强度、韧性等力学性能降低。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种在较低温度对金属层进行热处理的方法，该热处理方法在增强产品耐腐蚀性、耐磨性的同时不会对金属层被覆件的强度、韧性等力学性能等产生不良影响。

另外，本发明还提供一种经由上述方法制得的制品。

一种金属层热处理方法，其包括如下步骤：

提供一基体，该基体表面形成有金属层，该金属层的材质为钛、锌、铝、锆、铜、银及稀土金属中的任一种；

对所述基体进行臭氧热处理，将所述金属层氧化为金属氧化物层，所述臭氧热处理的温度为180～220℃，所述金属氧化物层主要由钛、锌、铝、锆、铜、银及稀土金属中的任一种与氧形成的化合物构成。

一种经上述方法制得的制品，包括基体及形成于基体上的金属氧化物层，所述金属氧化物层主要由钛、锌、铝、锆、铜、银及稀土金属中的任一种与氧形成的化合物构成；所述金属氧化物层通过对形成于基体上的金属层进行臭氧热处理而制得。

本发明所述金属氧化膜的热处理方法有如下优点：

1.由于臭氧可在180～220℃的温度下，以合适的速率分解为氧气及氧原子，可使金属层中的金属原子完全氧化而形成金属氧化物膜层，且所述金属氧化物膜层中金属原子与氧原子的个数比几乎等于所述金属氧化物的化学计量比，因而该金属氧化物膜层的化学性质稳定。

2.所述热处理温度为180～220℃，基体不会因受热过高而变脆或变软，如此可使热处理后的基体仍保持本身高强度及高韧性等力学性能。

3.通过所述热处理后的金属氧化物膜层与基体之间具有良好的附着力。所述热处理效果的可控性及重复性高，且该热处理工艺简单。

具体实施方式

本发明一较佳实施方式金属层热处理方法，包括如下步骤：

提供一基体，该基体的材质为不锈钢、铁、碳素钢、合金钢、钛合金、铜、铜合金、镍、镍合金或钢化玻璃。所述基体可为手机、数码相机及笔记本电脑等便携式电子产品的壳体，还可为汽车零部件、建筑用部件等。

所述基体表面形成有金属层。所述金属层的材质优选为钛或锌，不限于钛或锌，该金属层还可为铝、锆、铜、银及稀土金属等熔点较低的金属中的任一种。所述金属层的厚度为100nm-5μm。所述金属层可通过真空镀膜、电镀等方式形成。

对所述基体进行臭氧热处理，其具体操作及工艺参数如下：提供一真空热处理炉(未图示)，所述真空热处理炉与一臭氧发生器相连通，所述臭氧发生器用以提供热处理过程中所需的臭氧；将所述基体置于真空热处理炉内，向真空热处理炉内通入流量为60～100标准状态毫升/分钟(sccm)的臭氧，加热所述真空热处理炉至温度为180～220℃(即热处理温度为180～220℃)，热处理60min～120min。

当热处理温度低于180℃时，臭氧的活性较低，对金属层的氧化速度较慢，且金属层的大部分金属原子难以被氧化；当热处理温度高于220℃时，臭氧的分解速度较快，热处理效果的可控性、重复性较差。因此，为了使金属层中的金属原子完全被氧化，同时使热处理效果具有可控性及重复性，本实施例控制热处理的温度为180～220℃。

一种经由上述金属层热处理方法制得的制品包括一基体及形成于该基体上的金属氧化物层。

所述基体为不锈钢、铁、碳素钢、合金钢、钛合金、铜、铜合金、镍、镍合金或钢化玻璃。所述基体可为手机、数码相机及笔记本电脑等便携式电子产品的壳体，还可为汽车零部件、建筑用部件等。

所述金属氧化物层主要由钛或锌与氧形成的化合物构成。当所述金属层主要由钛与氧形成的化合物构成时，Ti与O的原子比为1∶(1.98～2.06)。当所述金属层主要由锌与氧形成的化合物构成时，Zn与O的原子比为1∶(1.01～1.16)。所述金属氧化物层的厚度为105nm-5.05μm。可以理解的，所述金属氧化物层中的钛或锌可由熔点较低的铝、锆、铜、银及稀土金属等金属中的任一种所替代。

本发明所述金属氧化膜的热处理方法有如下优点：