[發(fā)明專利]用于表面處理的設(shè)備和方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810074656.6
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108342701A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝爾蓋·米克海洛夫
• 申請（專利權(quán)）人: 謝爾蓋·米克海洛夫
• 主分類號: C23C14/32
• 分類號: C23C14/32;C23C16/513
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 殷超;譚祐祥

本發(fā)明提供一種用于涂覆零件的設(shè)備，包括沉積腔室（1）和用于同時或連續(xù)地向所述沉積腔室提供涂覆材料的多個涂覆裝備（2、3），其中所述涂覆裝備中的至少一個（2）是金屬過濾電弧離子源，所述涂覆裝備中的至少另一個（3）是激光燒蝕源，并且所述涂覆裝備中的至少兩個經(jīng)由連接凸緣（10）可移除地連接到所述沉積腔室。所述凸緣中的至少兩個是相同的，使得一個所述涂覆裝備（2、3）能夠經(jīng)由不同的凸緣連接到所述沉積腔室。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于涂覆零件的設(shè)備和方法，尤其是一種產(chǎn)生用于在待涂覆的零件的表面上沉積的各種涂覆材料的等離子體的設(shè)備。該涂覆設(shè)備能夠用于但不限于工具、儀器、電子部件、包括手表和眼鏡的物品等的涂覆和硬化。

背景技術(shù)

已知有用于涂覆和硬化零件的各種方法和設(shè)備。常規(guī)的物理氣相沉積（PVD）方法使用陰極和陽極。在陰極和陽極之間施加電場使材料從陰極蒸發(fā)，該材料形成束，其能夠被偏轉(zhuǎn)和過濾以到達(dá)真空沉積腔室，在該真空沉積腔室中放置待涂覆的零件。來自陽極的蒸發(fā)材料沉積在沉積腔室內(nèi)的零件上，所述零件逐漸被該材料涂覆。

在US6663755中描述了使用金屬過濾電弧離子源的PVD裝置的例子。為了提高沉積速率，該設(shè)備使用兩個等離子體源，這兩個等離子體源產(chǎn)生被朝向相同的沉積腔室引導(dǎo)的兩個等離子體流。由于所述兩個源被朝向彼此引導(dǎo)，所以需要導(dǎo)電屏蔽作為防止由一個等離子體源產(chǎn)生的等離子體流到達(dá)另一個等離子體源的擋板。該擋板增加了裝備的成本和體積，需要定期清潔或甚至更換。而且，過濾的質(zhì)量有待提高； 不同大小的離子粒子到達(dá)靶材，從而產(chǎn)生不均勻的涂層。

在WO2007089216和WO2007136777中公開了用于借助金屬過濾電弧離子源涂覆零件的類似機(jī)器。

激光燒蝕裝置也被用于涂覆零件； 它們通常利用被朝向待燒蝕的材料（諸如碳材料塊）引導(dǎo)的脈沖激光源。激光脈沖產(chǎn)生材料的燒蝕，該材料被投射并可能朝向沉積腔室內(nèi)的零件偏轉(zhuǎn)。

US5747120中描述了激光燒蝕裝備的一個例子。在該文獻(xiàn)中，用激光燒蝕的靶材就被放置在腔室中。這種設(shè)置使得靶材的更換困難，特別地如果腔室被保持在真空條件下。而且，待涂覆的零件被放置在主腔室外部的小體積中，使得同時只能涂覆有限數(shù)量的零件。

US6372103中公開了另一種激光燒蝕系統(tǒng)。在該文獻(xiàn)中，在沉積腔室外部的激光器產(chǎn)生激光束，該激光束穿過窗口并到達(dá)在沉積腔室內(nèi)旋轉(zhuǎn)的圓柱形靶材。同樣，靶材的更換需要打開整個沉積腔室，如果腔室處于真空條件下，這可能是耗時且昂貴的。而且，激光束與旋轉(zhuǎn)靶材的表面成垂直角度，使得被燒蝕的材料的至少一部分反彈到窗口，窗口的內(nèi)側(cè)迅速被覆蓋并且需要清潔以保持其透明度。

US6231956中公開了用于碳沉積的激光電弧系統(tǒng)的其他例子。

一些零件需要具有不同材料的不同層的復(fù)雜涂層； 制造過程通常利用在不同沉積腔室中執(zhí)行的不同步驟以便連續(xù)沉積不同的層。這是一種昂貴的方法，因?yàn)樗枰哂邢嚓P(guān)聯(lián)的真空泵或真空發(fā)生裝置等的多個沉積腔室。而且，由于需要將零件從一個沉積腔室轉(zhuǎn)移到下一個沉積腔室，因此制造產(chǎn)量減少； 在每次轉(zhuǎn)移之后，常常需要重新產(chǎn)生真空。

WO2008015016描述了一種用于涂覆具有類金剛石層的基底的設(shè)備，其中不同類型的不同涂覆裝備朝向共同的沉積腔室設(shè)置，或者各自在分開的腔室中排成一行。這允許在單個批處理過程內(nèi)涂覆大量的零件，并且不需要在用不同類型的源裝備進(jìn)行的兩個不同層的沉積之間打開沉積腔室。

本發(fā)明的目的是提高WO2008015016中描述的設(shè)備和方法的靈活性。

另一個目的是實(shí)現(xiàn)在不更換整個設(shè)備的情況下涂覆和制造具有不同的層的不同的零件。

幾個重要的應(yīng)用要求涂層的沉積具有高光潔度。本發(fā)明的裝置和方法能夠生產(chǎn)具有非常低水平的表面粗糙度的保護(hù)和抗摩擦涂層。

發(fā)明內(nèi)容