[發(fā)明專(zhuān)利]一種大型PVD多弧加磁控鍍銅設(shè)備及鍍銅工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710994458.7
• 申請(qǐng)日: 2017-10-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107641791B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈紅軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 沈紅軍
• 主分類(lèi)號(hào): C23C14/22
• 分類(lèi)號(hào): C23C14/22;C23C14/16
• 代理公司: 北京酷愛(ài)智慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11514
• 代理人: 李洪寶

本發(fā)明公開(kāi)了一種大型PVD多弧加磁控鍍銅設(shè)備及鍍銅工藝，該設(shè)備包括真空爐、磁控平面銅靶、磁控中頻電源、偏壓脈沖電源、多弧鈦靶和多弧靶電源；真空爐上安裝有擴(kuò)散泵抽真空機(jī)組和冷卻套，冷卻套安裝于真空爐外側(cè)壁并且設(shè)有環(huán)繞于真空爐的冷卻流道，該鍍銅工藝，通過(guò)在真空條件下，利用低電壓、大電流的電弧放電技術(shù)，利用氣體放電使靶材蒸發(fā)物質(zhì)與氣體都發(fā)生電離，利用電場(chǎng)的加速作用，使被蒸發(fā)物質(zhì)及其反應(yīng)產(chǎn)物沉積在工件上，整體設(shè)備占地面積小，鍍銅質(zhì)量穩(wěn)定，不易被氧化，不會(huì)發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)，能耗小原材料單一，只需要金屬銅或合金銅，就可以實(shí)現(xiàn)納米級(jí)到微米級(jí)銅膜的鍍制，無(wú)任何環(huán)境污染，可實(shí)現(xiàn)零排放。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及真空鍍膜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大型PVD多弧加磁控鍍銅設(shè)備及鍍銅工藝。

背景技術(shù)

為了提高零件機(jī)體材料的特性，一般需要對(duì)零件進(jìn)行表面鍍膜處理，如鍍銅，能使零件具有高彈性、高強(qiáng)度、高導(dǎo)電性、耐蝕性、耐疲勞、彈性滯后小、無(wú)磁性、沖擊時(shí)不產(chǎn)生火花等一系列優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航天、航空、電子、通訊、機(jī)械、石油、化工、汽車(chē)以及家電工業(yè)中，具有廣闊的應(yīng)用前景，目前最常用的鍍銅方法是電鍍法，主要以水鍍?yōu)橹鳎请婂兗夹g(shù)具有無(wú)法消除的缺點(diǎn)，即電鍍產(chǎn)品鍍層中殘留的有害物質(zhì)成分和電鍍工藝環(huán)節(jié)中大量廢液排放所帶來(lái)的嚴(yán)重環(huán)境污染，不能在自然界環(huán)境中自然降解，對(duì)生物和人體造成長(zhǎng)期性的危害，另外，電鍍后的表面還存在鍍膜不夠致密，有氣孔等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明提供了一種大型PVD多弧加磁控鍍銅設(shè)備及鍍銅工藝，通過(guò)在真空條件下，利用低電壓、大電流的電弧放電技術(shù)，利用氣體放電使靶材蒸發(fā)物質(zhì)與氣體都發(fā)生電離，利用電場(chǎng)的加速作用，使被蒸發(fā)物質(zhì)及其反應(yīng)產(chǎn)物沉積在工件上，整體設(shè)備占地面積小，鍍銅質(zhì)量穩(wěn)定，不易被氧化，不會(huì)發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)，能耗小原材料單一，只需要金屬銅或合金銅，就可以實(shí)現(xiàn)納米級(jí)到微米級(jí)銅膜的鍍制，無(wú)任何環(huán)境污染，可實(shí)現(xiàn)零排放。

本發(fā)明的大型PVD多弧加磁控鍍銅設(shè)備，包括真空爐、磁控平面銅靶、磁控中頻電源、偏壓脈沖電源、多弧鈦靶和多弧靶電源；磁控平面銅靶和多弧鈦靶布置于真空爐內(nèi)側(cè)壁，并由相應(yīng)的磁控中頻電源和多弧靶電源供電，所述真空爐上安裝有擴(kuò)散泵抽真空機(jī)組和冷卻套，所述冷卻套安裝于真空爐外側(cè)壁并且設(shè)有環(huán)繞于真空爐的冷卻流道；通過(guò)向冷卻套的冷卻流道內(nèi)加入冷卻液對(duì)真空爐進(jìn)行冷卻，避免銅因高溫而變色。

進(jìn)一步，所述冷卻流道為多個(gè)并且均螺旋環(huán)繞于真空爐的外側(cè)壁，每個(gè)冷卻流道至少環(huán)繞真空爐一周，多個(gè)冷卻流道沿真空爐外圓周緊密排列，相比于現(xiàn)有技術(shù)能大大增加冷卻液與真空爐的熱交換時(shí)間，提高冷卻效果。

進(jìn)一步，所述冷卻套內(nèi)設(shè)有與真空爐相連的多個(gè)螺旋隔板，通過(guò)螺旋隔板將冷卻套與真空爐之間的空間隔成所述冷卻流道，冷卻套通過(guò)螺旋隔板與真空爐連為一體，整體強(qiáng)度高，抗變形能力強(qiáng)，而且通過(guò)熱傳遞的作用使冷卻套與真空爐溫度基本相同，而冷卻液與冷卻套和真空爐直接接觸，能進(jìn)一步提高冷卻效率。

進(jìn)一步，所述冷卻套上端和下端均設(shè)有與各個(gè)冷卻流道相連通的環(huán)形流道；其中位于上端的環(huán)形流道連接有進(jìn)液管，位于下端的環(huán)形流道連接有排液管；所述進(jìn)液管低于各個(gè)冷卻流道的上端口，所述排液管高于各個(gè)冷卻流道的下端口，進(jìn)液管和排液管上均設(shè)有閥門(mén)，冷卻液由進(jìn)液管流入上端的環(huán)形流道內(nèi)，充滿(mǎn)后進(jìn)入各個(gè)冷卻流道內(nèi)，冷卻液流出時(shí)先充滿(mǎn)下端的環(huán)形流道，各個(gè)冷卻流道內(nèi)冷卻液流出的阻力相同，因此能夠保證各個(gè)冷卻流道進(jìn)液時(shí)間、進(jìn)液量和流速一致，使真空爐溫度均勻，進(jìn)液管沿上端的環(huán)形流道的切向設(shè)置，排液管沿下端的環(huán)形流道的切向設(shè)置，使冷卻液在流動(dòng)慣性下進(jìn)入冷卻流道內(nèi)并排出，能夠降低進(jìn)液和排液的阻力，降低動(dòng)力消耗。

本發(fā)明的大型PVD多弧加磁控鍍銅工藝，采用上述大型PVD多弧加磁控鍍銅設(shè)備對(duì)金屬件進(jìn)行鍍銅加工，具體包括以下步驟：

S10、對(duì)待鍍金屬件表面除油、清洗后進(jìn)行干燥處理，并將處理后的待鍍金屬件置入真空爐中；

S20、將真空爐抽真空至8×10^-3Pa；