阅读说明：本技术 一种粉末冶金靶材紫金镀膜方法 (Powder metallurgy target material purple gold coating method ) 是由 王浩 于 2021-08-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种粉末冶金靶材紫金镀膜方法。其特征在于,包括如下步骤：1)将含有金和铝的粉末混合均匀,装入压制模具中压制成型,取出压坯后运用粉末冶金的方法进行不完全烧结,取出后冷却以获得合金靶材；2)运用物理气相沉积技术将步骤1中获得的合金靶材镀到待镀物体表面,在待镀物表面形成以非晶态为主的镀膜,对镀膜进行热处理,获得以金、铝两种元素按原子比例1：2形成的AuAl2金属间化合物为主体的紫色镀膜。本发明属于镀膜合金靶材镀膜技术领域,具体是一种利用物理气相沉积技术和粉末冶金法进行紫金镀膜的粉末冶金靶材紫金镀膜方法。(The invention discloses a powder metallurgy target material purple gold coating method. The method is characterized by comprising the following steps: 1) uniformly mixing powder containing gold and aluminum, putting the mixture into a pressing die for pressing and forming, taking out a pressed blank, performing incomplete sintering by using a powder metallurgy method, and cooling the pressed blank to obtain an alloy target material; 2) plating the alloy target obtained in the step 1 on the surface of an object to be plated by using a physical vapor deposition technology, forming a coating film mainly in an amorphous state on the surface of the object to be plated, and performing heat treatment on the coating film to obtain a coating film containing two elements of gold and aluminum according to an atomic ratio of 1: 2, and 2, the formed AuAl2 intermetallic compound is a purple coating film mainly. The invention belongs to the technical field of coating alloy target materials, and particularly relates to a powder metallurgy target material purple gold coating method for carrying out purple gold coating by utilizing a physical vapor deposition technology and a powder metallurgy method.)

一种粉末冶金靶材紫金镀膜方法

技术领域

本发明属于镀膜合金靶材镀膜技术领域，具体是指一种粉末冶金靶材紫金镀膜方法。

背景技术

金属间化合物是由两种或两种以上金属组成的化合物，其中不同金属的原子数处于或接近简单比率，在大多数情况下，金属间化合物在固定的温度和成分下凝固，因此存在的范围很窄。金属间化合物的晶体结构通常不同于由其组成的单个金属的晶体结构。金属间化合物的基本性能是高脆性，伴随着低韧性、高硬度、良好的耐磨性和良好的耐蚀性。

现有的镀膜技术使用的靶材主要是通过铸造技术完成的，靶材使用铸造技术生产效率较高，镀膜流程相对比较简单，但是却无法广泛用于有色金属间化合物的镀膜领域，由于金属间化合物本身所具有的脆性限制，使得通过铸造技术制作靶材到最后形成镀膜的颜色和种类非常有限，更多具有鲜艳色彩显现的金属间化合物无法被用于镀膜，且无法规模化生产。

贵金属金属间化合物广泛应用于各种领域。虽然它们本质上是脆性的，这可能会限制它们的使用，但可以通过使用粉末状的化合物、涂层和用双金属铸件镶嵌的材料来克服这一限制，可以通过添加微量合金化(<2wt％)可改善有色金金属间化合物的固有脆性，如添加铝、钯、铜或银等。

AuAl2是众所周知的有色金属间化合物，由其组成的涂层经350℃热处理后在人的视觉中显现出来的是清晰的紫色。现有技术运用铸造技术制作用于镀膜的靶材，但是却无法制作AuAl2有色金属间化合物的靶材。如何将AuAl2这种有色金属间化合物成功运用于镀膜领域，并规模化生产，是目前紫金镀膜工艺的一大难题。

发明内容

为解决上述现有难题，本发明提供了一种利用物理气相沉积技术和粉末冶金法进行紫金镀膜的粉末冶金靶材紫金镀膜方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种粉末冶金靶材紫金镀膜方法，包括如下步骤：

1)将含有金和铝的粉末混合均匀，装入压制模具中压制成型，取出压坯后运用粉末冶金的方法进行不完全烧结，取出后冷却以获得合金靶材；

2)运用物理气相沉积技术将步骤1中获得的合金靶材镀到待镀物体表面，在待镀物表面形成以非晶态为主的镀膜，对镀膜进行热处理，获得以金、铝两种元素按原子比例1：2形成的AuAl2金属间化合物为主体的紫色镀膜。

本镀膜方法使用的靶材是运用粉末冶金法制作的用于镀膜的镀料。粉末冶金法有完全烧结和不完全烧结，通常用的都是完全烧结，本发明选用的是不完全烧结，达到了克服金属间化合物脆性的效果。

物理气相沉积技术早在20世纪初已有应用，在最近30年迅猛发展，已有广泛的应用，技术已经公知公用。物理气相沉积技术基本原理可分三个工艺步骤：

1)镀料的气化：即使镀料蒸发，异化或被溅射，也就是通过镀料的气化形成气化源；

2)镀料原子、分子或离子的迁移：由气化源供出原子、分子或离子经过碰撞后，产生多种反应；

3)镀料原子、分子或离子迁移后在基体上沉积。

进一步地，所述步骤1中不完结烧结的烧结温度为300℃到400℃。

进一步地，所述步骤1中不完全烧结的烧结保温时间为30分钟到120分钟。

不完结烧结的要点是控制烧结温度和时间，保证金属粉末只发生表层的原子相互扩散，而不是完全熔合在一起。由于只在粉末表层发生有限的相互扩散，靶材主体保留了合金金属固有的特性，可以进行切削加工，并且如果是混入少量其它元素的靶材或者靶材混料配比有所调整均不影响由金、铝两种元素按原子比例1：2形成的AuAl2金属间化合物主体紫色镀膜的形成。

进一步地，所述步骤2中热处理温度为300℃到400℃。

进一步地，所述步骤2中热处理保温时间大于10分钟，至膜层冷却到常温时显现清晰的紫色。

进一步地，所述步骤1中混合粉末成分中金的质量分数为76％到83％，铝的质量分数为17％到24％，其它元素的质量分数小于5％。

进一步地，其特征在于，所述步骤1中压坯的相对密度大于90％。

进一步地，所述步骤2中待镀物为金属制品。

运用物理气相沉积技术后，所得到的镀膜以非晶态为主，用热处理的方法，提高了温度，加强了原子运动，形成AuAl2金属间化合物为主体的膜层，即可表现出清晰的紫色镀膜。

采用上述方案本发明取得有益效果如下：

1、本发明采用的镀膜方法突破了现有镀膜技术没选择尝试用粉末冶金法制作靶材的局面，并取得了突破性的进展，打破了粉末冶金制作靶材镀膜不如铸造制作靶材效率的思维定式；

2、本专利运用粉末冶金法可以制造AuAl2的靶材，通过粉末冶金法不完全烧结制造的靶材就可以有效降低AuAl2这种有色金属间化合物本身所具有的脆性，制作的靶材可以正常用于镀膜，且镀膜颜色为清晰的紫色，解决了现有技术运用铸造技术制作用于镀膜的靶材，但是却无法制作AuAl2有色金属间化合物的靶材的问题；

3、通过本专利使用粉末冶金法制造的靶材可以直接成型为需要使用的规格尺寸，便可以进行镀膜，结合物理气相沉积技术进行镀膜操作，同时可以保证镀膜过程顺利，且生产效率高，出错率低，大大推进了紫色镀膜的技术进步，且运用到规模化生产中去，有效解决了现有镀膜技术利用铸造技术制作的靶材进行镀膜，但是用铸造技术制作的靶材，不能一次成型为需要使用的规格尺寸的问题。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

1)取400目左右的金粉和铝粉，按原子比例1：2，总量90克；放入玛瑙球磨罐中，用球磨混料15分钟，取出混合均匀的金属粉，装入压制模具中，用300吨的液压机压制成型；

2)取出压坯，在360度的温度下烧结保温1小时，取出后空气中冷却，即可获得靶材；

3)用镀膜机镀膜，可用钢片做试片，试片表明光洁，满足镀膜的一般要求，镀膜流程如通常镀玫瑰金镀膜即可，镀膜时间1.2倍，取出试片，

4)在360度的温度下保温30分钟，取出后空气中冷却，即可得到清晰的紫色镀膜。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。