磁場(chǎng)線圈纏繞密度為14膽/_，二級(jí)磁場(chǎng)線圈銅線直徑為1_ ;
[0031](2)熱絲為直徑1_的鉭絲。
[0032]實(shí)施例3
[0033]該實(shí)施例與實(shí)施例1中一種等離子體增強(qiáng)制備精密涂層的電弧離子鍍?cè)O(shè)備基本結(jié)構(gòu)相同，不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)為:
[0034](I) 一級(jí)線圈支撐圓筒內(nèi)徑為Φ250ηιηι，長(zhǎng)度為100mm，一級(jí)磁場(chǎng)線圈的纏繞密度為8膽/_，一級(jí)磁場(chǎng)線圈的銅線直徑為2_ ;二級(jí)磁場(chǎng)線圈內(nèi)部設(shè)置二級(jí)線圈支撐圓筒，且二級(jí)線圈支撐圓筒內(nèi)徑為Φ 300mm，長(zhǎng)度為400mm，二級(jí)磁場(chǎng)線圈纏繞密度為5膽/mm, 二級(jí)磁場(chǎng)線圈銅線直徑為1.5mm ；
[0035](2)熱絲為直徑1.5mm的鶴絲。
[0036]實(shí)施例4
[0037]采用實(shí)施例1的設(shè)備進(jìn)行等離子體增強(qiáng)制備精密涂層的電弧離子鍍方法，包括以下順序步驟:
[0038](I)制備滲氮層
[0039]將純鈦?zhàn)鳛殛帢O靶材安裝于上述等離子體增強(qiáng)制備精密涂層的電弧離子鍍?cè)O(shè)備之中，關(guān)閉真空腔室9，抽真空至真空度4.8X 10_3Pa ;啟動(dòng)加熱器12，將工件加熱升溫至300 V，啟動(dòng)工件偏壓電源5，啟動(dòng)熱絲裝置2及熱絲偏壓電源I，設(shè)置工件偏壓電源為脈沖偏壓，其參數(shù)為:工作頻率5KHz，占空比5%，偏壓幅值為-400V ；
[0040]設(shè)置通入熱絲中的電流為20A，熱絲兩端的電壓為30V，設(shè)置熱絲偏壓電源的偏壓為-1OV ；
[0041 ] 通入隊(duì)及H 2至氣壓達(dá)到0.1Pa,引發(fā)N 2及H 2電離形成增強(qiáng)放電的氣體等離子體對(duì)工件滲氮，通入隊(duì)的流量為50SCCM，通入H 2的流量為50SCCM，獲得I μ m的滲氮層，停止通入隊(duì)及!12;
[0042](2)離子轟擊清洗
[0043]抽真空至真空度高于4.6 X l(T3Pa，通入Ar至氣壓達(dá)到0.1Pa，引發(fā)Ar電離形成增強(qiáng)放電的Ar的等離子體，調(diào)節(jié)工件偏壓電源5的偏壓，調(diào)節(jié)工件偏壓電源5的偏壓至600V，Ar離子在電場(chǎng)作用下轟擊清洗5分鐘；
[0044](3)制備硬質(zhì)薄膜層
[0045]關(guān)閉熱絲裝置及熱絲偏壓電源，保持真空度為0.1Pa，啟動(dòng)增強(qiáng)過(guò)濾陰極弧源3，通入反應(yīng)氣體CH4，通過(guò)電弧離子鍍制備0.5碳化鈦硬質(zhì)薄膜層；
[0046](4)重復(fù)離子轟擊后制備硬質(zhì)薄膜
[0047]重復(fù)步驟(2)、(3)，直到工件表面碳化鈦硬質(zhì)薄膜層厚度達(dá)到20 μ m，得到致密的碳化鈦硬質(zhì)薄膜層。
[0048]實(shí)施例5
[0049]采用實(shí)施例2的設(shè)備進(jìn)行等離子體增強(qiáng)制備精密涂層的電弧離子鍍方法，包括以下順序步驟:
[0050](I)制備滲氮層
[0051]將純鈦?zhàn)鳛殛帢O靶材安裝于上述等離子體增強(qiáng)制備精密涂層的電弧離子鍍?cè)O(shè)備之中，關(guān)閉真空腔室9，抽真空至真空度4.5X10_3Pa;啟動(dòng)加熱器12，將工件加熱升溫至400 V，啟動(dòng)工件偏壓電源5，啟動(dòng)熱絲裝置2及熱絲偏壓電源I，設(shè)置工件偏壓電源為脈沖偏壓，其參數(shù)為:工作頻率15KHz，占空比25%，偏壓幅值為600V ；
[0052]設(shè)置通入熱絲中的電流為40A，熱絲兩端的電壓為50V，設(shè)置熱絲偏壓電源的偏壓為-20V ；
[0053]通入隊(duì)及H 2至氣壓達(dá)到5Pa，引發(fā)N 2及H 2電離形成增強(qiáng)放電的氣體等離子體對(duì)工件滲氮，通入隊(duì)的流量為150SCCM，通入H 2的流量為300SCCM，獲得2 μ m的滲氮層，停止通入隊(duì)及!12;
[0054](2)離子轟擊清洗
[0055]抽真空至真空度高于4.3X l(T3Pa，通入Ar至氣壓達(dá)到10Pa，引發(fā)Ar電離形成增強(qiáng)放電的Ar的等離子體，調(diào)節(jié)工件偏壓電源5的偏壓，調(diào)節(jié)工件偏壓電源5的偏壓至-800V，Ar離子在電場(chǎng)作用下轟擊清洗15分鐘；
[0056](3)制備硬質(zhì)薄膜層
[0057]關(guān)閉熱絲裝置及熱絲偏壓電源，保持真空度為4Pa，啟動(dòng)增強(qiáng)過(guò)濾陰極弧源3，通入反應(yīng)氣體隊(duì)和CH 4，通過(guò)電弧離子鍍制備I y m碳氮化鈦硬質(zhì)薄膜層；
[0058](4)重復(fù)離子轟擊后制備硬質(zhì)薄膜
[0059]重復(fù)步驟⑵、(3)，直到工件表面碳氮化鈦硬質(zhì)薄膜層厚度達(dá)到30 μ m，得到致密的碳氮化鈦硬質(zhì)薄膜層。
[0060]實(shí)施例6
[0061]采用實(shí)施例2的設(shè)備進(jìn)行等離子體增強(qiáng)制備精密涂層的電弧離子鍍方法，包括以下順序步驟:氮化鉻
[0062](I)制備滲氮層
[0063]將純鉻作為陰極靶材安裝于上述等離子體增強(qiáng)制備精密涂層的電弧離子鍍?cè)O(shè)備之中，關(guān)閉真空腔室9，抽真空至真空度4.2X10_3Pa;啟動(dòng)加熱器12，將工件加熱升溫至500°C，啟動(dòng)工件偏壓電源5，啟動(dòng)熱絲裝置2及熱絲偏壓電源1，設(shè)置工件偏壓電源為脈沖偏壓，其參數(shù)為:工作頻率25KHz，占空比50%，偏壓幅值為-800V ；
[0064]設(shè)置通入熱絲中的電流為70A，熱絲兩端的電壓為80V，設(shè)置熱絲偏壓電源的偏壓為-40V ；
[0065]通入隊(duì)及!12至氣壓達(dá)到20Pa，引發(fā)\及!12電離形成增強(qiáng)放電的氣體等離子體對(duì)工件滲氮，通入N2的流量為300SCCM，通入H 2的流量為700SCCM，獲得3 μ m的滲氮層，停止通入隊(duì)及!12;
[0066](2)離子轟擊清洗
[0067]抽真空至真空度高于4.0X l(T3Pa，通入Ar至氣壓達(dá)到30Pa，引發(fā)Ar電離形成增強(qiáng)放電的Ar的等離子體，調(diào)節(jié)工件偏壓電源5的偏壓，調(diào)節(jié)工件偏壓電源5的偏壓至1200V，Ar離子在電場(chǎng)作用下轟擊清洗20分鐘；
[0068](3)制備硬質(zhì)薄膜層
[0069]關(guān)閉熱絲裝置及熱絲偏壓電源，保持真空度為8Pa，啟動(dòng)增強(qiáng)過(guò)濾陰極弧源3，通入反應(yīng)氣體N2，通過(guò)電弧離子鍍制備3 μπι氮化鉻硬質(zhì)薄膜層；
[0070](4)重復(fù)離子轟擊后制備硬質(zhì)薄膜
[0071]重復(fù)步驟(2)、(3)，直到工件表面氮化鉻硬質(zhì)薄膜層厚度達(dá)到39 μπι，得到致密的氮化鉻硬質(zhì)薄膜層。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種等離子體增強(qiáng)制備精密涂層的電弧離子鍍?cè)O(shè)備，包括真空腔室(9)，其特征在于，所述真空腔室底部活動(dòng)安裝有旋轉(zhuǎn)平臺(tái)(8)，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上放置工件(11)，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)與工件偏壓電源(5)負(fù)極相連，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)與真空腔室絕緣，工件偏壓電源(5)正極與真空腔室相連；所述真空腔室壁上固定安裝有熱絲裝置(2)，熱絲裝置的負(fù)極與熱絲偏壓電源(I)負(fù)極相連，熱絲偏壓電源(I)正極與真空腔室相連，熱絲裝置與真空腔室絕緣；所述真空腔室上固定安裝有增強(qiáng)過(guò)濾陰極弧源(3);所述真空腔室上安裝有真空系統(tǒng)(4)，所述真空腔室壁上還設(shè)置有腔室進(jìn)氣孔(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等離子體增強(qiáng)制備精密涂層的電弧離子鍍?cè)O(shè)備，其特征在于，所述熱絲裝置(2)采用熱絲連接于直流電源兩端電極之上，熱絲位于真空腔室內(nèi)部，所述熱絲為直徑0.5-1.5mm的鎢、鉬或鉭絲，熱絲裝置的電路中設(shè)置有熱絲裝置開關(guān)(21)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等離子體增強(qiáng)制備精密涂層的電弧離子鍍?cè)O(shè)備，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)與真空腔室之間安裝有旋轉(zhuǎn)平臺(tái)絕緣套(7)，所述熱絲裝置與真空腔室之間安裝有熱絲裝置絕緣套(22)，所述真空腔室內(nèi)壁上安裝有加熱器(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等離子體增強(qiáng)制備精密涂層的電弧離子鍍?cè)O(shè)備，其特征在于，所述增強(qiáng)過(guò)濾陰極弧源(3)采用弧源法蘭(34)固定于真空腔室壁之上，二級(jí)磁場(chǎng)線圈(33)固定于弧源法蘭之上，一級(jí)磁場(chǎng)線圈(31)固定于二級(jí)磁場(chǎng)線圈(33)末端，陰極靶(32)固定于一級(jí)磁場(chǎng)線圈中心；所述一級(jí)磁場(chǎng)線圈內(nèi)部設(shè)置一級(jí)線圈支撐圓筒，且一級(jí)線圈支撐圓筒內(nèi)徑為Φ 120-250mm，長(zhǎng)度為40_100mm，一級(jí)磁場(chǎng)線圈的纏繞密度為8_30匝/_，一級(jí)磁場(chǎng)線圈的銅線直徑為0.5-2mm ;所述二級(jí)磁場(chǎng)線圈內(nèi)部設(shè)置二級(jí)線圈支撐圓筒，且二級(jí)線圈支撐圓筒內(nèi)徑為?150-300mm，長(zhǎng)度為200-400mm，二級(jí)磁場(chǎng)線圈纏繞密度為5-20膽/mm, 二級(jí)磁場(chǎng)線圈銅線直徑為0.5-1.5mm。
【專利摘要】一種等離子體增強(qiáng)制備精密涂層的電弧離子鍍?cè)O(shè)備，屬于材料表面改性技術(shù)領(lǐng)域，該設(shè)備中，包括真空腔室，真空腔室底部活動(dòng)安裝有旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上放置工件，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)與工件偏壓電源負(fù)極相連，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)與真空腔室絕緣，工件偏壓電源正極與真空腔室相連；真空腔室壁上固定安裝有熱絲裝置，熱絲裝置的負(fù)極與熱絲偏壓電源負(fù)極相連，熱絲偏壓電源正極與真空腔室相連，熱絲裝置與真空腔室絕緣；所述真空腔室上固定安裝有增強(qiáng)過(guò)濾陰極弧源；在同一設(shè)備同一數(shù)量級(jí)氣壓條件下連續(xù)進(jìn)行離子滲氮及電弧離子鍍膜的工藝，采用雙級(jí)磁場(chǎng)線圈結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)過(guò)濾陰極弧源，使用高密度的Ar離子轟擊硬質(zhì)薄膜層，進(jìn)一步磨平薄膜中的粗糙顆粒，提高層間結(jié)合力和致密度。
【IPC分類】C23C14-32, C23C8-36, C23C28-04
【公開號(hào)】CN204434722
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520057195
【發(fā)明人】林國(guó)強(qiáng), 韓治昀, 魏科科
【申請(qǐng)人】大連理工常州研究院有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年1月27日