本发明专利技术提供了一种高硬度DLC真空镀膜设备及工艺，包括炉体，所述炉体的内部设有圆柱弧靶，所述圆柱弧靶电性连接有柱弧电源，所述圆柱弧靶的两侧设有圆柱阴极靶，所述圆柱阴极靶电性连接有中频电源，所述炉体的内部设有转架，所述转架电性连接有偏压电源，所述炉体的两侧内壁对称设有阳极层离子源，所述阳极层离子源电性连接有离子源电源。本方案使用阳极层离子源，通过闭合的磁阱、阴极和阳极之间的高电压以及正确的工作压力，气流通过磁阱从而产生等离子体射流，提高气体的离化率，在DLC镀膜工艺中，能够显著增加碳氢离子的离子率，提高了碳氢离子的密度，提高镀膜涂层的致密性及结合力。合力。合力。
【技术实现步骤摘要】
一种高硬度DLC真空镀膜设备及工艺
[0001]本专利技术属于DLC真空镀膜
，尤其涉及一种高硬度DLC真空镀膜设备及工艺。
技术介绍
[0002]类金刚石薄膜(DLC)是一种由碳元素构成、在性质上和钻石类似，同时又具有石墨原子组成结构的物质，类金刚石薄膜(DLC)是一种非晶态薄膜，由于具有高硬度和高弹性模量，低摩擦因数，耐磨损以及良好的真空摩擦学特性，很适合于作为耐磨涂层，从而引起了摩擦学界的重视，目前制备DLC薄膜的方法很多，不同的制备方法所用的碳源以及到达基体表面的离子能量不同，沉积的DLC膜的结构和性能存在很大差别，摩擦学性能也不相同。
[0003]现有的DLC真空镀膜大多采用阴极靶，如申请号为202210129084.3的中国专利“一种镀膜装置及DLC镀膜工艺”，这种方式离化率效率低，等离子体密度低，制备的DLC涂层致密性和硬度相对较低无法满足工业化应用的更高要求，而且所获得的膜层不能保留靶源合金材料的成分比例不变，影响产品质量。
技术实现思路
[0004]本专利技术目的是提供一种高硬度DLC真空镀膜设备及工艺，以解决现有技术中，DLC真空镀膜大多采用阴极靶，这种方式离化率效率低，等离子体密度低，制备的DLC涂层致密性和硬度相对较低无法满足工业化应用的更高要求，而且所获得的膜层不能保留靶源合金材料的成分比例不变，影响产品质量的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术第一部分提供如下技术方案：一种高硬度DLC真空镀膜设备，包括炉体，所述炉体可抽真空，所述炉体的内部设有圆柱弧靶，所述圆柱弧靶的顶部和底部均设有屏蔽罩，所述圆柱弧靶电性连接有柱弧电源，所述圆柱弧靶的两侧设有圆柱阴极靶，所述圆柱阴极靶电性连接有中频电源，所述炉体的内部设有转架，所述转架设置在圆柱弧靶和圆柱阴极靶的外部，所述转架电性连接有偏压电源，所述炉体的两侧内壁对称设有阳极层离子源，所述阳极层离子源电性连接有离子源电源。
[0006]优选的，所述圆柱阴极靶设有若干个，若干个所述阴极靶对称分布于圆柱弧靶的两侧。
[0007]本专利技术第二部分提供一种高硬度DLC真空镀膜工艺：
[0008]S100，表面处理：
[0009]将待镀膜加工的不锈钢工件，依次进行碱性除油、水洗，备用；
[0010]S200，抽真空，升温：
[0011]将不锈钢工件挂载在转架上，然后对真空镀膜设备抽真空，并加热升温；
[0012]S300，离子清洗：
[0013]将气体源与真空镀膜设备相连通，向炉体中注入氩气，接通偏压电源、中频电源和柱弧电源，进行离子刻蚀清洗；
[0014]S400，镀底层膜：
[0015]向真空镀膜设备中注入氩气，打开偏压电源和离子源电源，沉积金属底层膜；
[0016]S500，镀中间层膜：
[0017]保持接通偏压电源和离子源电源，充入C2H2，在底层上镀中间层膜；
[0018]S600，镀DLC层膜：
[0019]关闭离子源电源，充入C2H2，然后打开中频电源和柱弧电源，镀DLC层膜。
[0020]优选的，所述S100中碱性除油的试剂为氢氧化钠溶液，浓度为5％
‑
10％；水洗的温度为40～50℃。
[0021]优选的，所述S200中炉体中的温度加热至100℃～200℃，所述炉体的真空度低于0.01Pa。
[0022]优选的，所述S300中充入氩气至真空气压达到0.2Pa；所述柱弧电源的电流设定在80
‑
130A，电压为30
‑
50V；所述偏压电源的负偏压值为150
‑
250V，频率为40Khz；占空比为50％，离子清洗时长为3
‑
5min。
[0023]优选的，所述S400中充入氩气后，维持气压在0.3
‑
0.5Pa，所述离子源电源的电流为20A，所述偏压电源的偏压为100
‑
200V，频率为40Khz，占空比为50％。
[0024]优选的，所述圆柱弧靶的材质为Ti，所述圆柱阴极靶的材质为Ti，所述S400镀底层膜在工件上沉积Ti打底层，厚度约为0.1um。
[0025]优选的，所述S500中充入C2H2，逐步增加C2H2的流量，维持真空气压在0.3
‑
0.5Pa，使Ar:C2H2的流量比从1:0逐步到1:1.5，形成Ti
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TiC梯度层，Ti
‑
TiC梯度层的沉积时间为20min，厚度约为0.2um；维持沉积Ti
‑
TiC梯度层的工艺参数不变，在Ti
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TiC梯度层上沉积TiC层，厚度约为0.3um。
[0026]优选的，所述S600中偏压电源的负偏压增加到800V
‑
1100V，频率为40Khz，占空比为50％，继续向炉体内逐步充入C2H2，使真空度维持在0.5
‑
1Pa，使Ar:C2H2的流量比从1:1.5变到到1:2，所述离子源电源的电流在0.3
‑
1A，沉积时间为300min，使DLC层沉积厚度为0.8
‑
2um。
[0027]本专利技术至少具备以下有益效果：
[0028](1)本专利技术一种高硬度DLC真空镀膜设备及工艺，使用阳极层离子源，通过闭合的磁阱、阴极和阳极之间的高电压以及正确的工作压力，气流通过磁阱从而产生等离子体射流，提高气体的离化率，在DLC镀膜工艺中，能够显著增加碳氢离子的离子率，提高了碳氢离子的密度，提高镀膜涂层的致密性及结合力；
[0029](2)本专利技术一种高硬度DLC真空镀膜设备及工艺，在镀制合金镀层时，获得的膜层能够保留靶源合金材料的成分比例不变，优于阴极真空电弧镀膜。
附图说明
[0030]图1为本专利技术的炉体结构示意图。
[0031]附图标记中：1、炉体；2、偏压电源；3、中频电源；4、柱弧电源；5、离子源电源；6、转架；7、阳极层离子源；8、圆柱阴极靶；9、圆柱弧靶；10、屏蔽罩。
具体实施方式
[0032]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]实施例
[0034]请参阅图1，本专利技术提供一种技术方案：一种高硬度DLC真空镀膜设备，包括炉体1，炉体1可抽真空，炉体1的内部设有圆柱弧靶9，圆柱弧靶9的顶部和底部均设有屏蔽罩10，圆柱弧靶9电性连接有柱弧电源4，圆柱弧靶9的两侧设有圆柱阴极靶8，圆柱阴极靶8设有若干个，若干个阴极靶8对称分布于圆柱弧靶9的两侧，圆柱阴极靶8电性连接有中频电源3，炉体1的内部设有转架6，转架6设置在圆柱弧靶9和圆柱阴极靶8的外部，转架6电性连接本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高硬度DLC真空镀膜设备，其特征在于，包括炉体(1)，所述炉体(1)可抽真空，所述炉体(1)的内部设有圆柱弧靶(9)，所述圆柱弧靶(9)的顶部和底部均设有屏蔽罩(10)，所述圆柱弧靶(9)电性连接有柱弧电源(4)，所述圆柱弧靶(9)的两侧设有圆柱阴极靶(8)，所述圆柱阴极靶(8)电性连接有中频电源(3)，所述炉体(1)的内部设有转架(6)，所述转架(6)设置在圆柱弧靶(9)和圆柱阴极靶(8)的外部，所述转架(6)电性连接有偏压电源(2)，所述炉体(1)的两侧内壁对称设有阳极层离子源(7)，所述阳极层离子源(7)电性连接有离子源电源(5)。2.根据权利要求1所述的一种高硬度DLC真空镀膜设备，其特征在于：所述圆柱阴极靶(8)设有若干个，若干个所述阴极靶(8)对称分布于圆柱弧靶(9)的两侧。3.一种高硬度DLC真空镀膜工艺，其特征在于：S100，表面处理：将待镀膜加工的不锈钢工件，依次进行碱性除油、水洗，备用；S200，抽真空，升温：将不锈钢工件挂载在转架(6)上，然后对真空镀膜设备抽真空，并加热升温；S300，离子清洗：将气体源与真空镀膜设备相连通，向炉体(1)中注入氩气，接通偏压电源(2)、中频电源(3)和柱弧电源(4)，进行离子刻蚀清洗；S400，镀底层膜：向真空镀膜设备中注入氩气，打开偏压电源(2)和离子源电源(5)，沉积金属底层膜；S500，镀中间层膜：保持接通偏压电源(2)和离子源电源(5)，充入C2H2，在底层上镀中间层膜；S600，镀DLC层膜：关闭离子源电源(5)，充入C2H2，然后打开中频电源(3)和柱弧电源(4)，镀DLC层膜。4.根据权利要求3所述的一种高硬度DLC真空镀膜工艺，其特征在于：所述S100中碱性除油的试剂为氢氧化钠溶液，浓度为5％
‑
10％；水洗的温度为40～50℃。5.根据权利要求3所述的一种高硬度DLC真空镀膜工艺，其特征在于：所述S200中炉体(1)中的温度加热至100℃～200℃，所述炉体(1)的真空度低于0.01Pa。6.根据权利要求3所述的一种高硬度DLC真空镀膜工艺，其特征在于：所述S300中充入氩气至真空气压达到0.2...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋贵霞，
申请(专利权)人：昆山英利悦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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