[發明專利]一種配置熱絲的電弧離子鍍膜裝置

在審

• 申請號: 201910797925.6
• 申請日: 2019-08-27
• 公開（公告）號: CN110468379A
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 趙彥輝;劉忠海;王海;于寶海;王英智;劉洋
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所;沈陽樂貝真空技術有限公司
• 主分類號: C23C14/32
• 分類號: C23C14/32;C23C14/02
• 代理公司: 21234 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 張志偉<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種配置熱絲的電弧離子鍍膜裝置，其特征在于，在設備真空室的側壁處相對設置熱絲接線柱，每個熱絲接線柱的一端通過真空室側壁伸入真空室內，每個熱絲接線柱穿設固定于真空室側壁的一個熱絲絕緣塊上，每個熱絲接線柱的另一端露在真空室外側；相對設置的兩個熱絲接線柱露出真空室外壁的一端，分別通過導線接熱絲電源的正極與負極，相對設置的兩個熱絲接線柱伸至真空室內的一端通過熱絲連接，形成一組熱絲發射熱電子結構，該結構對稱分布；

工件轉架臺位于真空室內的底部，工件轉架臺上對稱設置工件轉架，基體偏壓電源的負極與工件轉架臺連接，基體偏壓電源的正極接真空室外壁并接地；在真空室的內壁上，設置與工件轉架上的工件相對應的弧源靶材。

2.按照權利要求1所述的配置熱絲的電弧離子鍍膜裝置，其特征在于，熱絲接線柱通過熱絲絕緣塊與真空室側壁絕緣，熱絲絕緣塊與真空室壁之間采用密封膠圈密封。

3.按照權利要求1所述的配置熱絲的電弧離子鍍膜裝置，其特征在于，熱絲接線柱采用紫銅制作的空心水冷結構。

4.按照權利要求1所述的配置熱絲的電弧離子鍍膜裝置，其特征在于，真空室內壁與熱絲之間設置表面拋光的、無磁不銹鋼304制作的熱絲反射罩，熱絲反射罩單面朝著工件方向開口，其余面封閉，將熱絲發射的熱量往真空室中心部位反射。

5.按照權利要求1所述的配置熱絲的電弧離子鍍膜裝置，其特征在于，熱絲設置于立式電弧離子鍍設備真空室壁兩列靶材中間部位，熱絲接線柱及熱絲從上到下設置，平行于工件轉軸，熱絲連接于兩個熱絲接線柱之間并固定，熱絲接線柱通過熱絲絕緣塊固定于真空室的側壁上，熱絲接線柱之間連接熱絲，且熱絲絕緣塊與真空室側壁之間采用密封膠圈密封。

6.按照權利要求5所述的配置熱絲的電弧離子鍍膜裝置，其特征在于，在立式電弧離子鍍設備中，熱絲接線柱的具體位置按照整個工件的最大高度來確定，熱絲長度與整個工件高度相同或高于工件長度30～100mm。

7.按照權利要求1所述的配置熱絲的電弧離子鍍膜裝置，其特征在于，熱絲設置于臥式電弧離子鍍設備真空室壁兩行靶材中間部位，熱絲接線柱及熱絲從左到右設置，平行于工件轉軸，熱絲連接于兩個熱絲接線柱之間并固定，熱絲接線柱通過熱絲絕緣塊固定于真空室的側壁上，熱絲接線柱之間連接熱絲，且熱絲絕緣塊與真空室側壁之間采用密封膠圈密封。

8.按照權利要求7所述的配置熱絲的電弧離子鍍膜裝置，其特征在于，在臥式電弧離子鍍設備中，熱絲接線柱的具體位置按照整個工件的最大長度來確定，熱絲長度與整個工件最大長度相同或長于工件長度30～200mm。

9.按照權利要求1所述的配置熱絲的電弧離子鍍膜裝置，其特征在于，在兩個熱絲接線柱之間熱絲的根數和直徑根據實際情況確定，熱絲直徑選擇0.3～2.0毫米，根數為1～6根；兩個熱絲接線柱為一組，真空室側壁上設置的熱絲接線柱組對稱分布。

10.一種權利要求1至9之一所述的配置熱絲的電弧離子鍍膜裝置，其特征在于，該裝置的使用方法如下：

(1)將工件研磨并經鏡面拋光后，在無水酒精中超聲清洗10～30分鐘，熱風吹干后分組對稱設置于工件轉架上，每組工件分層均勻排布；

(2)抽真空至真空室內真空度達到6×10^-4Pa～4×10^-2Pa時，通氬氣、氣壓控制在0.2～2Pa之間；

(3)開啟弧光增強輝光放電離子刻蝕源，通過基體偏壓電源對工件加負偏壓-10V～-600V范圍，且偏壓漸進式增加，對工件進行輝光清洗30～120分鐘；

(4)調整Ar氣流量，使真空室內氣壓調整為0.2～1.0Pa，同時開啟弧源靶材，通過鈦弧對工件沉積Ti過渡層1～20分鐘；

(5)通過基體偏壓電源調整基體偏壓為-10～-400V范圍，通氮氣，調整氣壓為0.3～4.0Pa，同時開啟熱絲電源，熱絲電源電流調整為10～200A，沉積TiN層，沉積時間為20～180分鐘；

(6)沉積結束后，迅速關閉基體偏壓，關閉鈦弧電源開關，關閉熱絲電源，停止氣體通入，繼續抽真空至工件隨爐冷卻至100℃以下，打開真空室，取出工件，鍍膜過程結束。