[發明專利]一種利用金屬靶材在帶孔金屬產品上鍍黑色涂層的磁控濺射裝置及其方法

有效

• 申請號: 201610263108.9
• 申請日: 2016-04-26
• 公開（公告）號: CN105734514B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 陳剛;周敏;樊慶根;陳亮
• 申請（專利權）人: 成都極星等離子科技有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/06;C23C14/50
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙)51218
• 代理人: 袁英,郭肖凌

1.一種利用金屬靶材在帶孔金屬產品上鍍黑色涂層的磁控濺射裝置，其特征在于：它包括爐體（1）、轉架（2）、安裝于爐體（1）頂部的頂蓋（3）、安裝于爐體（1）上的封閉門以及設置于爐體（1）外部的電機（4）、抽真空裝置（5）、負電源（6）和電源（7），頂蓋（3）的上表面經轉軸旋轉安裝有大齒輪（8），電機（4）的輸出端與大齒輪（8）的轉軸連接，抽真空裝置（5）的工作端與爐體（1）的內部連通，所述的爐體（1）的側壁上設置有連通爐體（1）的進氣管A（9）和進氣管B（10），爐體（1）內設置有兩個隔熱裝置，兩個隔熱裝置均由螺紋桿（11）和隔熱鋼板（12）組成，螺紋桿（11）設置于爐體（1）的內壁上，螺紋桿（11）上設置有多個隔熱鋼板（12），所述的爐體（1）內還設置有升溫裝置（13）、溫度傳感器、管靶材A（14）和管靶材B（15），管靶材A（14）和管靶材B（15）的結構相同且均由不銹鋼管（16）、進水管（17）、出水管（18）以及噴涂于不銹鋼管（16）外表面的金屬層（19）組成，不銹鋼管（16）的上下端分別設置有上堵塞（20）和下堵塞（21），進水管（17）旋轉安裝于頂蓋（3）上，進水管（17）的下端部貫穿上堵塞（20）且伸入不銹鋼管（16）內，進水管（17）的下端部設置有多個出水小孔（22），進水管（17）的上端部設置安裝有小齒輪（23），小齒輪（23）與大齒輪（8）嚙合，出水管（18）的下端部貫穿上堵塞（20）設置，出水管（18）的上端部設置于爐體（1）的外部，所述的電源（7）的正極與管靶材B（15）的金屬層（19）電連接，電源（7）的負極與管靶材A（14）的金屬層（19）電連接；

所述的轉架（2）設置于爐體（1）內且位于管靶材A（14）和管靶材B（15）之間，轉架（2）與負電源（6）通過導線連接，轉架（2）由轉盤（24）、拉桿（25）、掛鉤（26）、支撐盤（27）和主軸（28）組成，主軸（28）與大齒輪（8）的轉軸連接，轉盤（24）安裝于主軸（28）上，支撐盤（27）設置于轉盤（24）的下方，支撐盤（27）上設置有多個通孔（39），支撐盤（27）與轉盤（24）之間設置有多根拉桿（25），轉盤（24）的下表面設置有多個掛鉤（26）；

所述的夾具包括立桿（29）和安裝盤（30），立桿（29）上且沿立桿（29）的長度方向上間隔設置有多個安裝盤（30），安裝盤（30）由圓盤（31）、彎折板（32）、環形圈（33）以及呈三角形狀的尖頭（34）組成，立桿（29）貫穿圓盤（31）設置，圓盤（31）設置于環形圈（33）的中部，圓盤（31）與環形圈（33）之間設置有多個連接板（35），環形圈（33）的外邊緣上且以立桿（29）為圓形均勻分布有多個彎折板（32），彎折板（32）上設置有尖頭（34），尖頭（34）與環形圈（33）呈夾角設置，立桿（29）的上端部設置有插銷（36），插銷（36）懸掛于掛鉤（26）上，立桿（29）的下端部還設置有外螺紋，外螺紋上連接有多個螺母（37），立桿（29）的底端部設置有固定軸（38），固定軸（38）插裝于通孔（39）內。

2.根據權利要求1所述的一種利用金屬靶材在帶孔金屬產品上鍍黑色涂層的磁控濺射裝置，其特征在于：它還包括PLC控制器，所述的PLC控制器與抽真空裝置（5）、負電源（6）、電源（7）、升溫裝置（13）和溫度傳感器連接。

3.根據權利要求1所述的一種利用金屬靶材在帶孔金屬產品上鍍黑色涂層的磁控濺射裝置，其特征在于：所述的上堵塞（20）上設置有兩根出水管（18）。

4.根據權利要求1所述的一種利用金屬靶材在帶孔金屬產品上鍍黑色涂層的磁控濺射裝置，其特征在于：所述的不銹鋼管（16）垂向設置。

5.根據權利要求1~4中任意一項所述的磁控濺射裝置在帶孔金屬產品上鍍黑色涂層的方法，其特征在于：它包括以下步驟：

S1、將帶孔金屬產品（40）上的孔直接套在尖頭（34）上，從而使帶孔金屬產品（40）懸掛于夾具上，實現了帶孔金屬產品（40）的工裝；

S2、夾具的工裝，當每個尖頭（34）上均安裝有待鍍帶孔金屬產品（40）后，先將插銷（36）懸掛于掛鉤（26）上，再將固定軸（38）插裝于通孔（39）內，從而實現了夾具的工裝；

S3、關閉封閉門；利用抽真空裝置（5）使爐體（1）真空度為0~900bar；利用升溫裝置（13）使爐體內部溫度達到260~300℃；打開電源（7），電源（7）使管靶材A（14）的金屬層（19）帶負電，且電源（7）使管靶材B（15）的金屬層（19）帶正電，管靶材A（14）與管靶材B（15）之間形成電場；打開負電源（6），負電源（6）使轉架（2）上的帶孔金屬產品（40）帶負電；向進水管（17）內通入冷卻水，冷卻水經出水小孔（22）進入不銹鋼管（16）內，冷卻水降低不銹鋼管（16）表面溫度，回流水溢流進入出水管（18），最后排出爐體（1）；啟動電機（4），電機（4）帶動大齒輪（8）轉動，大齒輪（8）帶動小齒輪（23）和主軸轉動，小齒輪（23）帶動進水管（17）轉動，進水管（17）帶動不銹鋼管（16）轉動，而主軸（28）帶動轉盤（24）轉動，轉盤（24）帶動夾具繞主軸（28）公轉；

S4、帶孔金屬產品的鍍膜，經進氣管A（9）向爐體（1）內通入氬氣，管靶材A（14）與管靶材B（15）之間形成電場將氬氣電離成氬離子，氬離子與管靶材A（14）的帶負電金屬層（19）形成電場，氬離子在該電場力的作用下高速撞擊管靶材A（14）的金屬層（19），碰撞產生金屬離子和電子，其中金屬離子與帶負電的帶孔金屬產品（40）之間形成電場，金屬離子在該電場力的作用下附著在刀具表面上，從而實現了帶孔金屬產品的鍍膜，在鍍膜過程中，經進氣管B（10）向爐體（1）內通入乙炔和氮氣，乙炔中的碳原子置換進入鍍膜層內，最終在帶孔金屬產品上形成黑色涂層；

S5、在步驟S3中，反復切換電源（7）的正負極，反復消耗管靶材A（14）和管靶材B（15）。