本发明专利技术涉及一种真空离子镀膜方法，属于真空镀膜技术领域。首先在镀膜设备的沉积室的设置柱弧源和点弧源，待加工工件悬挂在工件架上；使工件转动，升温抽真空；向沉积室内通入氩气或氮气，调节真空度，对工件施加负偏压进行辉光放电清洗；提高沉积室真空度，向沉积室内通入氩气，调节真空度和柱弧源电流，对工件进行放电清洗；再调节氩气的进气量、真空度、负偏压、柱弧源的工作电流和点弧源的工作电流，开始镀膜，以形成底膜过渡层，继续调节工艺参数，依次快速沉积硬质膜层和细腻、致密和光亮的硬质膜层。本发明专利技术方法结合点电弧和柱弧镀膜的优点，改善了镀膜层的致密度和表面光洁度，提高了镀膜层在工件上的附着力，使工件长期保持表面色彩。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于真空镀膜
技术介绍
真空离子镀膜法(PVD)作为一种完全环保的薄膜技术,具有硬度高、耐磨性能好、膜 层稳定、色泽丰富、摩擦系数低等优点，有很好的应用开发前景。目前真空离子镀膜法(PVD) 有多种方法，其中电弧离子镀膜常用的有以下二种-点弧真空离子镀膜法，即传统的阴极电弧源技术，具有反应离子镀膜工艺稳定，膜层 沉积速率高，设备技术简单，采用多个小弧源可以满足大尺寸工件和批量生产，生产成本 低。但点弧工艺的阴极电弧源会蒸发出微米级的微液滴，这些微液滴使得膜层的致密性降 低，影响到产品的耐腐蚀性能。柱弧真空离子镀膜法，即使用柱状阴极电弧源，在保持点弧的优点外，还改善了大尺 寸工件镀膜的均匀性、粒子沉积细腻；细化了膜层的结构，也有利于镀制温度敏感的工件； 大大降低了微液滴的数量和大小，从而改善了膜层的致密度和表面光洁度。但柱弧真空离 子镀膜法的沉积速率慢，镀膜时间长，生产成本过高，生产效率较低， 一般多用于航空工 业。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出，在传统的阴极电弧源镀膜过程中增加了 中心阴极旋转柱弧，使传统的阴极电弧源(点弧)和柱状阴极电弧源(柱弧)并存，在不 同的工艺步骤中采用不同的弧源，改变原有单一传统的阴极电弧源(点弧)或柱状阴极电 弧源(柱弧)镀膜法，把点弧和柱弧二种镀膜法有机的结合起来，以改善工件的外观装饰 性能和色泽，同时使工件更耐磨、耐腐蚀，延长工件的使用寿命。本专利技术提出的真空离子镀膜方法，包括以下步骤-(1) 在镀膜设备的沉积室的中心设置柱弧源，沉积室的圆周壁上设置点弧源，待加 工工件悬挂在沉积室的柱弧源和点弧源之间的工件架上；(2) 使工件转动速度为1 3转/分钟，使沉积室内的温度达到15(TC 260'C，使沉 积室内的真空度达到4X10—2Pa 1X10—2Pa;(3) 向沉积室内通入氩气或氮气，气体流量为200 480cmV分钟，调节真空度为4 1. 5Pa，对工件施加负偏压300—500V，对工件进行辉光放电清洗4 8分钟；(4) 使沉积室内的真空度达到8X10—:1Pa 4X10—3Pa，向沉积室内通入氩气，进气量为100-150 cmV分钟，调节真空度为5.0-2.0X10，a，调节柱弧源电流为200-250A，对工 件施加负偏压300-400V，对工件进行放电清洗4~7分钟；(5) 调节氩气的进气量为100-300 cmV分钟，使真空度保持在5X l(T Pa 3X l(T Pa， 对工件施加负偏压100-180V，调节柱弧源的工作电流为150 A 235A，点弧源的工作电流 为70A 100A，镀膜时间为4分钟 8分钟；(6) 向沉积室内通入反应气体，反应气体流量为50 450cm7分钟，调节氩气的进气量， 使真空度保持在5X10—' Pa 3X10—' Pa，对工件施加负偏压100-180V，调节柱弧源的工作 电流为150 A 235A，点弧源的工作电流为70A 100A，镀膜时间为3分钟 5分钟；(7) 使点弧源停止工作，调节反应气体和氩气的进气量，使真空度保持在5X10—'Pa 3X10—1 Pa，对工件施加负偏压80-120V，调节柱弧源的工作电流为150 A 235A，镀膜时 间为5分钟 8分钟。上述镀膜方法，还可以包括使沉积室内的真空度达到5X10—3 Pa 3X10—3 Pa，向沉 积室内通入氧气，调节氩气的进气量，对工件施加负偏压100-180V，调节柱弧源的工作电 流为150 A 235A，点弧源的工作电流为70A 100A，镀膜时间为1分钟 2分钟。上述镀膜方法中，所述的反应气体可以为乙炔、氮气、氧气或甲烷中的任何一种或多种 相混合。本专利技术提出的真空离子镀膜方法，其优点是采用了阴极多金属多点点电弧和中心阴极 旋转柱弧相结合的方法，将点弧镀膜方法的沉积速率高、成本低和柱弧镀膜方法的均匀性、 粒子沉积细腻、结合密度高，结合力强、工件表面光亮度好等特点相结合，减少或抑制了 镀膜过程中金属液滴的产生，从而改善了工件镀膜层的致密度和表面光洁度，使镀膜层更 加细化、致密和光亮；大大提高了镀膜层在工件上的附着力和耐腐蚀能力，而且镀膜层具 有较强的抗氧化性，使工件长期保持表面色彩。本专利技术方法与已有技术相比，降低了生产 成本，大大提高了生产效率，本专利技术方法可应用于五金行业的门窗、五金、锁具、卫浴等 领域的工件镀膜。具体实施例方式本专利技术提出的真空离子镀膜方法，包括以下步骤(1) 在镀膜设备的沉积室的中心设置柱弧源，沉积室的圆周壁上设置点弧源，待加工工件悬挂在沉积室的柱弧源和点弧源之间的工件架上；(2) 使工件转动速度为1 3转/分钟，使沉积室内的温度达到15(TC 260'C，抽真 空使沉积室内的真空度达到4Xl(TPa 1X10—2Pa;(3) 向沉积室内通入氩气或氮气，气体流量为200 480cmV分钟，调节真空度为4 1.5Pa，对工件施加负偏压300—500V，对工件进行辉光放电清洗4 8分钟，达到初步清 洗的目的；(4) 使沉积室内的真空度达到8X10,a 4X10—'Pa，向沉积室内通入氩气，进气量为100-150 cm'V分钟，调节真空度为5. 0-2.0X10—2Pa，调节柱弧源电流为200-250A，对工 件施加负偏压300-400V,利用柱弧对工件进行放电清洗4 7分钟，使工件表面达到原子 级清洁；(5) 调节氩气的进气量为100-300 cmV分钟，使真空度保持在5X 10—' Pa 3X10—' Pa， 对工件施加负偏压100-180V，调节柱弧源的工作电流为150 A 235A，点弧源的工作电流 为70A 100A，点弧和柱弧同时镀膜，镀膜时间为4分钟 8分钟，以形成底膜过渡层；(6) 向沉积室内通入反应气体，反应气体流量为50 450cmV分钟，调节氩气的进气 量，使真空度保持在5X10—'Pa 3X10—ipa，对工件施加负偏压100-180V,调节柱弧源的 工作电流为150A 235A，点弧源的工作电流为70A 100A，点弧和柱弧同时镀膜，镀膜时 间为3分钟 5分钟，达到快速沉积硬质膜层的目的；(7) 关闭点弧源，保持柱弧工作，调节反应气体和氩气的进气量，使真空度保持在5 X1(T Pa 3Xl(T Pa，对工件施加负偏压80-120V，调节柱弧源的工作电流为150A 235A, 镀膜时间为5分钟 8分钟，单独使用柱弧后使之达到膜层细腻、致密和光亮的硬质膜层。上述镀膜方法，还可以包括使沉积室内的真空度达到5X10—' Pa 3Xl(T！ Pa，向沉 积室内通入氧气，调节氩气的进气量，对工件施加负偏压100-180V，调节柱弧源的工作电 流为150A 235A,点弧源的工作电流为70A 100A，镀膜时间为1分钟 2分钟，以形成 致密和耐磨的保护层。以下介绍具体实施例方式实施例l:钛灰色产品(1) 在镀膜设备的沉积室的中心设置柱弧源，靶材为金属钛，在沉积室的圆周壁上设 置一组点弧源，共五个，靶材为金属钛，待加工工件悬挂在沉积室的柱弧源和点弧源之间 的工件架上；(2) 使工件转动速度为1转/分钟，使沉积室内的温度达到15(TC，抽真空使沉积室 内的真空度达到4X10—2Pa;(3) 向沉积室内通本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种真空离子镀膜方法，其特征在于该方法包括以下步骤： （１）在镀膜设备的沉积室的中心设置柱弧源，沉积室的圆周壁上设置点弧源，待加工工件悬挂在沉积室的柱弧源和点弧源之间的工件架上； （２）使工件转动速度为１～３转／分钟，使沉积室内的温度达到１５０℃～２６０℃，使沉积室内的真空度达到４×１０↑［－２］Ｐａ～１×１０↑［－２］Ｐａ； （３）向沉积室内通人氩气或氮气，气体流量为２００～４８０ｃｍ↑［３］／分钟，调节真空度为４～１．５Ｐａ，对工件施加负偏压３００－５００Ｖ，对工件进行辉光放电清洗４～８分钟； （４）使沉积室内的真空度达到８×１０↑［－３］Ｐａ～４×１０↑［－３］Ｐａ，向沉积室内通入氩气，进气量为１００－１５０ｃｍ↑［３］／分钟，调节真空度为５．０－２．０×１０↑［－２］Ｐａ，调节柱弧源电流为２００－２５０Ａ，对工件施加负偏压３００－４００Ｖ，对工件进行放电清洗４～７分钟； （５）调节氩气的进气量为１００－３００ｃｍ↑［３］／分钟，使真空度保持在５×１０↑［－１］Ｐａ～３×１０↑［－１］Ｐａ，对工件施加负偏压１００－１８０Ｖ，调节柱弧源的工作电流为１５０Ａ～２３５Ａ，点弧源的工作电流为７０Ａ～１００Ａ，镀膜时间为４分钟～８分钟； （６）向沉积室内通入反应气体，反应气体流量为５０～４５０ｃｍ↑［３］／分钟，调节氩气的进气量，使真空度保持在５×１０↑［－１］Ｐａ～３×１０↑［－１］Ｐａ，对工件施加负偏压１００－１８０Ｖ，调节柱弧源的工作电流为１５０Ａ～２３５Ａ，点弧源的工作电流为７０Ａ～１００Ａ，镀膜时间为３分钟～５分钟； （７）使点弧源停止工作，调节反应气体和氩气的进气量，使真空度保持在５×１０↑［－１］Ｐａ～３×１０↑［－１］Ｐａ，对工件施加负偏压８０－１２０Ｖ，调节柱弧源的工作电流为１５０Ａ～２３５Ａ，镀膜时间为５分钟～８分钟。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张伯良，王伟弟，何勤伟，郭洪明，
申请(专利权)人：杭州泛亚卫浴股份有限公司，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]
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