【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及物理气相沉积领域，具体涉及基于物理气相沉积的含二硼化钛涂层的制备方法及其装置。
技术介绍
1、气相沉积技术是利用气相中发生的物理、化学过程，改变工件表面成分，在表面形成具有特殊性能(例如超硬耐磨层或具有特殊的光学、电学性能)的金属或化合物涂层的新技术。气相沉积通常是在工件表面覆盖厚度约0.5~10μm的一层过渡族元素(钛、钒、铬、锆、钼、钽、铌及铪)与碳、氮、氧和硼的化合物。按照过程的本质可将气相沉积分为化学气相沉积(cvd)和物理气相沉积( pvd)两大类。
2、在物理气相沉积过程中，在靶材（涂层材料）和基材（工件）之间引入一个磁场。这个磁场通常是通过永磁体或电磁体产生的，通过将靶材连接到负极（阴极）并施加一个高电压，靶材表面的原子或离子会被击落。这些被击落的物料以原子或分子的形式沉积在基材的表面上，形成涂层。而磁场的存在可以增强溅射过程，使得物料被击落的速率更高。但是在对工件加工时，涂层的腔室中内各处磁场以及气氛分布都难以保持均衡，因而容易造成工件表面涂层不够均匀。现有的物理气相沉积涂层设备中通常会设置旋转机构，以使工件表面的涂层更加均匀。
3、但是其在实际使用时，旋转电机如果设置在腔室的内部，电机内部的磁场会对腔室内的磁场造成干扰，并且由于腔室需要抽真空，并输入惰性气体，电机在工作时产生的热量，以及电机高速运行的挥发物质都会在低压环境下析出，对腔室造成污染；
4、因此，电机通常被设置在腔室的外部，并通过转轴插入腔室中，但是，由于转轴与腔室之间属于动密封，密封性较差，并且长时
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供基于物理气相沉积的含二硼化钛涂层的制备方法及其装置，以解决技术中的上述不足之处。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于物理气相沉积的含二硼化钛涂层的制备装置，包括外壳，设置在外壳内部的涂层腔室、真空气氛构件，以及设置在涂层腔室内部的磁控溅射构件，所述涂层腔室的内部垂直设置有转轴，所述转轴的底部连接有用于安装基材的基座，所述外壳的一侧设置有外驱动机构，所述外驱动机构和转轴之间设置有静密封传动机构；
3、所述静密封传动机构包括贯穿外壳的传动轴、套设在传动轴外部的限位套、套设在传动轴和限位套外部的波纹密封套、根据传动轴的直线往复运动驱动转轴转动的传动组件，以及平衡波纹密封套两侧压强差的气压平衡组件。
4、优选的，所述外壳包括下壳体和上壳体，所述下壳体与上壳体铰接。
5、优选的，所述外驱动机构包括驱动电机和摇杆，用于驱动传动轴沿着限位套往复运动。
6、优选的，所述传动组件包括套设在转轴外部的套环、连接套环和传动轴的连接杆、设置在套环顶部的固定环、设置在套环底部的转动环；
7、所述套环与转轴转动连接，所述连接杆的两端分别与套环和传动轴铰接，驱动套环转动；
8、所述固定环套设在转轴的外部，所述固定环与转轴固定连接；
9、所述转动环套设在转轴的外部，所述转动环与转轴转动连接。
10、优选的，所述套环的两端均设置有棘爪，所述固定环和转动环靠近套环的一侧均设置有棘轮，所述棘爪与棘轮相匹配，两个棘轮的转动方向相反。
11、优选的，所述固定环和转动环的外部均固定连接有锥齿轮一，两个锥齿轮一之间啮合有锥齿轮二。
12、优选的，所述气压平衡组件包括设置在外壳外部的外腔室、分别设置在外腔室和涂层腔室内部的气压传感器、电磁阀，以及控制器；
13、所述外腔室通过限位套与涂层腔室相连通，所述外驱动机构设置在外腔室的内部。
14、优选的，所述真空气氛构件分别与涂层腔室和外腔室相连通，用于涂层腔室和外腔室的抽真空和输入惰性气体，所述磁控溅射构件用于安装靶材，以及溅射靶材粒子；
15、所述电磁阀用于控制真空气氛构件与涂层腔室和外腔室的通断；
16、所述控制器分别与真空气氛构件、磁控溅射构件、驱动电机、气压传感器，以及电磁阀电性连接。
17、基于物理气相沉积的含二硼化钛涂层的制备装置的涂层制备方法，包括如下步骤；
18、s1、掀开上壳体，将二硼化钛靶材安装在磁控溅射构件上，并将基材安装在基座上，随后关闭上壳体，通过控制器控制真空气氛构件将涂层腔室内部抽真空，并向涂层腔室内部输入惰性气体；
19、s2、气压传感器实时监测涂层腔室和外腔室内部的气压，并通过控制器控制电磁阀，使外腔室和涂层腔室两端的气压保持一致；
20、s3、在涂层腔室内部的惰性气体达到要求后，控制器控制磁控溅射构件开启，使二硼化钛靶材上的分子脱离，随后在磁控溅射构件磁场的作用下沉积在基材的表面，形成涂层；
21、s4、同时控制器控制驱动电机启动，使驱动电机驱动传动轴往返滑动，并通过传动组件传动转轴，使转轴带动其底部基座转动，使基座上的基材表面的涂层更加匀称。
22、在上述技术方案中，本专利技术提供的技术效果和优点：
23、1、通过将波纹密封套的两端分别连接在传动轴和限位套上，并通过粘合剂密封，此时可以将传动轴和限位套之间的动密封，转化为波纹密封套和传动轴以及波纹密封套和限位套两处的静密封，可以有效的提高密封效果，避免外部空气进入涂层腔室内部造成污染。
24、2、通过气压平衡组件的可以平衡波纹密封套内外的压强差，使密封位置的压力平衡，进一步的提高密封效果，同时避免压强差对波纹密封套造成损伤。
25、3、通过套环左右往复转动的时，可以驱动固定环正转，从而时固定环带动与之固定连接的转轴正转，使其带动基座以及基座上基材间歇性转动，使涂层更加的均匀。
26、4、通过套环传动转动环反转，可以带动其外部的锥齿轮一反转，而这个锥齿轮一通过锥齿轮二传动固定环外部的锥齿轮一正转，从而固定环正转，如此，使转动环可以传动固定环间歇性的正转，配合套环直接驱动固定环正转，从而使固定环可以连续的正转，使基座转动的更加顺滑。
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1.基于物理气相沉积的含二硼化钛涂层的制备装置，包括外壳（1），设置在外壳（1）内部的涂层腔室（2）、真空气氛构件（3），以及设置在涂层腔室（2）内部的磁控溅射构件（4），其特征在于：所述涂层腔室（2）的内部垂直设置有转轴（5），所述转轴（5）的底部连接有用于安装基材的基座（6），所述外壳（1）的一侧设置有外驱动机构（7），所述外驱动机构（7）和转轴（5）之间设置有静密封传动机构（8）；
2.根据权利要求1所述的基于物理气相沉积的含二硼化钛涂层的制备装置，其特征在于：所述外壳（1）包括下壳体（11）和上壳体（12），所述下壳体（11）与上壳体（12）铰接。
3.根据权利要求1所述的基于物理气相沉积的含二硼化钛涂层的制备装置，其特征在于：所述外驱动机构（7）包括驱动电机（71）和摇杆（72），用于驱动传动轴（81）沿着限位套（82）往复运动。
4.根据权利要求1所述的基于物理气相沉积的含二硼化钛涂层的制备装置，其特征在于：所述传动组件（84）包括套设在转轴（5）外部的套环（841）、连接套环（841）和传动轴（81）的连接杆（842）、设置在套环
5.根据权利要求4所述的基于物理气相沉积的含二硼化钛涂层的制备装置，其特征在于：所述套环（841）的两端均设置有棘爪（846），所述固定环（843）和转动环（844）靠近套环（841）的一侧均设置有棘轮（845），所述棘爪（846）与棘轮（845）相匹配，两个棘轮（845）的转动方向相反。
6.根据权利要求4所述的基于物理气相沉积的含二硼化钛涂层的制备装置，其特征在于：所述固定环（843）和转动环（844）的外部均固定连接有锥齿轮一（847），两个锥齿轮一（847）之间啮合有锥齿轮二（848）。
7.根据权利要求1所述的基于物理气相沉积的含二硼化钛涂层的制备装置，其特征在于：所述气压平衡组件（85）包括设置在外壳（1）外部的外腔室（851）、分别设置在外腔室（851）和涂层腔室（2）内部的气压传感器（852）、电磁阀（853），以及控制器（854）；
8.根据权利要求7所述的基于物理气相沉积的含二硼化钛涂层的制备装置，其特征在于：所述真空气氛构件（3）分别与涂层腔室（2）和外腔室（851）相连通，用于涂层腔室（2）和外腔室（851）的抽真空和输入惰性气体，所述磁控溅射构件（4）用于安装靶材，以及溅射靶材粒子；
9.根据权利要求1-8任一项所述的基于物理气相沉积的含二硼化钛涂层的制备装置的涂层制备方法，其特征在于，包括如下步骤；
...【技术特征摘要】
1.基于物理气相沉积的含二硼化钛涂层的制备装置，包括外壳（1），设置在外壳（1）内部的涂层腔室（2）、真空气氛构件（3），以及设置在涂层腔室（2）内部的磁控溅射构件（4），其特征在于：所述涂层腔室（2）的内部垂直设置有转轴（5），所述转轴（5）的底部连接有用于安装基材的基座（6），所述外壳（1）的一侧设置有外驱动机构（7），所述外驱动机构（7）和转轴（5）之间设置有静密封传动机构（8）；
2.根据权利要求1所述的基于物理气相沉积的含二硼化钛涂层的制备装置，其特征在于：所述外壳（1）包括下壳体（11）和上壳体（12），所述下壳体（11）与上壳体（12）铰接。
3.根据权利要求1所述的基于物理气相沉积的含二硼化钛涂层的制备装置，其特征在于：所述外驱动机构（7）包括驱动电机（71）和摇杆（72），用于驱动传动轴（81）沿着限位套（82）往复运动。
4.根据权利要求1所述的基于物理气相沉积的含二硼化钛涂层的制备装置，其特征在于：所述传动组件（84）包括套设在转轴（5）外部的套环（841）、连接套环（841）和传动轴（81）的连接杆（842）、设置在套环（841）顶部的固定环（843）、设置在套环（841）底部的转动环（844）；
5.根据权利要求4所述的基于物理气相沉积的含二硼化钛涂...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭波林，彭志明，
申请(专利权)人：湖南骏航材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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