專(zhuān)利名稱(chēng)：真空弧離子注入與磁過(guò)濾等離子體沉積復(fù)合機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用金屬蒸汽真空弧離子源實(shí)現(xiàn)離子注入與視線(xiàn)外磁過(guò)濾金屬蒸氣真空弧等離子體沉積源進(jìn)行工模具以及高精度零部件鍍膜的復(fù)合設(shè)備。
背景技術(shù)：
金屬蒸氣真空弧技術(shù)已被廣泛使用，例如中國(guó)專(zhuān)利ZL91224858.6描述的金屬蒸氣真空弧離子源技術(shù)、美國(guó)專(zhuān)利US 5,013,578描述的金屬蒸氣真空弧鍍膜技術(shù)和現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的離子鍍膜技術(shù)等的核心都是金屬蒸氣真空弧技術(shù)。中國(guó)專(zhuān)利03200996.8采用磁過(guò)濾方法傳輸真空弧產(chǎn)生的等離子體到視線(xiàn)外的真空室中，從而消除液滴或顆粒到達(dá)處理工件導(dǎo)致鍍層缺陷，得到高光潔度、高薄膜密度、很好的薄膜與基體結(jié)合力等高質(zhì)量鍍膜。但是，鍍膜技術(shù)中很關(guān)鍵的一步是所鍍的工件的表面清洗。如果清流效果不佳，膜層與基體結(jié)合不好，同樣不能得到高質(zhì)量的實(shí)用的工模具以及高精度零部件鍍膜。常用的真空室內(nèi)清洗采用的輝光放電或離子濺射方法都要在工件上加上數(shù)百伏或更高的電壓。因此對(duì)于不規(guī)則的帶銳邊或尖端的工件，由于尖端放電的影響，工件的尖銳部分將可能被損壞。同時(shí)，基體材料的性能對(duì)膜層與基體的良好結(jié)合有巨大的影響。通常用加過(guò)渡層的方法解決這個(gè)問(wèn)題，因此要求過(guò)渡層與基體和薄膜都能良好的結(jié)合。這樣過(guò)渡層的選擇非常重要也比較困難。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種金屬蒸汽真空弧離子源與視線(xiàn)外磁過(guò)濾金屬蒸氣真空弧等離子體沉積源的復(fù)合設(shè)備。
所采用的技術(shù)方案是在一個(gè)真空靶室上安裝至少一個(gè)用于離子束清洗、注入的金屬蒸汽真空弧離子源與至少一個(gè)用于鍍膜的視線(xiàn)外磁過(guò)濾金屬蒸氣真空弧等離子體沉積源。
本實(shí)用新型的有益效果是利用金屬蒸汽真空弧離子源提供的載能離子束實(shí)現(xiàn)工件的清洗和通過(guò)離子注入工件表面改性提高基體與膜層或過(guò)渡層結(jié)合力；并采用視線(xiàn)外磁過(guò)濾金屬蒸氣真空弧等離子體沉積技術(shù)，得到高光潔度、高薄膜密度、良好的薄膜與基體結(jié)合力等高質(zhì)量鍍膜。
由于采用金屬蒸汽真空弧離子源提供的載能離子束實(shí)現(xiàn)工件的清洗，工件上不用加電壓，避免了尖端放電的影響。同時(shí)，由于金屬蒸汽真空弧離子源的離子束流強(qiáng)度和離子能量容易控制，工件的清洗過(guò)程也易控制。例如工件的溫度可以控制得很低，從而避免溫度過(guò)高導(dǎo)致工件的形變或回火等，滿(mǎn)足許多特殊工件的要求。
采用金屬蒸汽真空弧離子源對(duì)工件表面進(jìn)行改性注入，由于離子束的能量較高，離子可以進(jìn)入基體內(nèi)與基體材料發(fā)生反應(yīng)，從而改變基體表層的性能，使得基體與要求的鍍層或過(guò)渡層易于結(jié)合，就象是蓋大樓先打好地基。最后用視線(xiàn)外磁過(guò)濾金屬蒸氣真空弧等離子體沉積得到高質(zhì)量的鍍層。
根據(jù)鍍膜工藝和工件批量的不同，真空弧離子注入與磁過(guò)濾等離子體沉積復(fù)合機(jī)可以安裝多個(gè)金屬蒸汽真空弧離子源和多個(gè)視線(xiàn)外磁過(guò)濾金屬蒸氣真空弧等離子體沉積源。因此可以實(shí)現(xiàn)1.離子束清洗功能；2.單獨(dú)的離子注入功能單個(gè)離子源或多個(gè)離子源用同種材料同時(shí)工作；3.混合離子注入功能多個(gè)離子源用不同的材料同時(shí)工作；4.單層鍍膜功能一個(gè)等離子體沉積源或多個(gè)等離子體沉積源用同種材料同時(shí)工作；5.混合鍍膜功能多個(gè)等離子體沉積源用不同的材料同時(shí)工作；6.多層鍍膜功能多個(gè)等離子體沉積源按一定順序工作；7.注入與鍍膜結(jié)合的功能包括先注入后鍍膜，同時(shí)注入與鍍膜，先鍍膜后注入。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是一部真空弧離子注入與磁過(guò)濾等離子體沉積復(fù)合機(jī)的頂視圖。該部復(fù)合機(jī)在球形靶室(6)上安裝有一個(gè)金屬蒸汽真空弧離子源(2)，兩個(gè)視線(xiàn)外磁過(guò)濾金屬蒸氣真空弧等離子體沉積源(1)。球形靶室安裝在機(jī)架(3)上。靶室通過(guò)高真空氣動(dòng)檔板閥(8)與分子泵抽氣系統(tǒng)連接。真空靶室及管道上備有5個(gè)真空測(cè)量規(guī)管接口(4)。金屬蒸汽真空弧離子源(2)與靶室間由檔板閥(5)隔開(kāi)，使用離子源時(shí)才打開(kāi)該檔板閥。需要處理的工件通過(guò)靶室門(mén)(7)進(jìn)出靶室。
具體實(shí)施方式
如
圖1所示是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例。該機(jī)的球形靶室(6)直徑600毫米；有一個(gè)金屬蒸汽真空弧離子源(2)，其平均束流0-10毫安，引出電壓1-15千伏；兩個(gè)視線(xiàn)外磁過(guò)濾金屬蒸氣真空弧等離子體沉積源(1)都是180度偏轉(zhuǎn)。該機(jī)實(shí)現(xiàn)了低能離子注入，離子束清洗和多種鍍膜功能。能夠得到高質(zhì)量的、與基體結(jié)合非常牢固的工模具和高精度零部件鍍膜。
權(quán)利要求1.一種真空弧離子注入與磁過(guò)濾等離子體沉積復(fù)合機(jī)，其特征在于該設(shè)備在一個(gè)真空靶室上安裝至少一個(gè)用于離子束清洗、注入的金屬蒸汽真空弧離子源和至少一個(gè)用于鍍膜的視線(xiàn)外磁過(guò)濾金屬蒸氣真空弧等離子體沉積源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述結(jié)構(gòu)的真空弧離子注入與磁過(guò)濾等離子體沉積復(fù)合機(jī)，其特征在于該設(shè)備的金屬蒸汽真空弧離子源和視線(xiàn)外磁過(guò)濾金屬蒸氣真空弧等離子體沉積源可以單獨(dú)工作、分先后工作、同時(shí)工作。
專(zhuān)利摘要一種真空弧離子注入與磁過(guò)濾等離子體沉積復(fù)合機(jī)。該設(shè)備利用金屬蒸汽真空弧離子源提供的載能離子束實(shí)現(xiàn)工件的清洗和通過(guò)離子注入工件表面改性提高基體與膜層或過(guò)渡層結(jié)合力；并采用視線(xiàn)外磁過(guò)濾金屬蒸氣真空弧等離子體沉積技術(shù)，得到高光潔度、高薄膜密度、良好的薄膜與基體結(jié)合力等高質(zhì)量鍍膜。根據(jù)需要，真空弧離子注入與磁過(guò)濾等離子體沉積復(fù)合機(jī)可以安裝多個(gè)金屬蒸汽真空弧離子源和多個(gè)視線(xiàn)外磁過(guò)濾金屬蒸氣真空弧等離子體沉積源；可以實(shí)現(xiàn)離子束清洗，單獨(dú)離子注入，混合離子注入，單質(zhì)鍍膜，多層鍍膜，混合鍍膜以及離子注入與鍍膜同時(shí)進(jìn)行等功能。
文檔編號(hào)C23C14/32GK2811323SQ20042008448
公開(kāi)日2006年8月30日 申請(qǐng)日期2004年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月30日
發(fā)明者吳先映, 李強(qiáng), 彭建華, 劉安東, 張薈星, 張孝吉, 張勝基 申請(qǐng)人:北京師范大學(xué)