提高靶材利用率的水冷式電弧蒸發組件的製作方法

2023-09-18 05:20:20

專利名稱：提高靶材利用率的水冷式電弧蒸發組件的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種離子鍍膜裝置的水冷電弧蒸發組件技術領域。
背景技術：
電弧離子鍍膜技術是現代材料表面技術中的一個重要組成部分。電弧蒸發組件中貴金屬靶材則是個消耗件，所以靶材的利用率是電弧蒸發組件性能優劣的一個重要指標。目前，國內電弧離子鍍裝置電弧蒸發組件中1.需在靶材一端打孔加工與組件連接的大直徑內螺紋，由於內螺紋的存在降低了靶材利用率；2.靶材冷卻水進水沒有直接引射到靶材上，導致靶材冷卻效率降低；3.沒有靶材消耗後的頂推補償機構，導致靶材消耗後引弧杆與靶面距離增大且調整困難；4.靶面的磁場強度調節範圍較小。·發明內容本實用新型的目的在於針對現有技術中的缺陷而提供的一種直冷式電弧蒸發組件。通過改進水冷電弧蒸發組件結構，來有效解決靶材利用率低、靶材消耗後的頂推補償和靶材在電弧放電中的充分冷卻和靶材表面磁場強度的調節。為了實現上述目的，本實用新型所採用的技術方案是提高靶材利用率的水冷式電弧蒸發組件，包括靶材和磁環調節杆以及磁環，磁環固定在磁環調節杆上，磁環調節杆內有供冷卻水通過的中空結構，磁環的前端是靶材；螺紋法蘭和靶材伸縮套用螺紋連接並用定位螺釘定位，將彈性卡圈套入靶材的凹槽中然後將卡套螺母套在彈性卡圈上與螺紋法蘭相連接；靶材與靶材伸縮套之間通過橡膠密封圈密封；調節螺母與固定螺紋座的嚙合連接；磁環調節杆的中空結構分別與出水嘴和進水管相通；出水嘴與磁環調節杆之間設有冷卻水端蓋；且出水嘴與磁環調節杆之間通過橡膠密封圈密封；密封圈壓板通過內六角螺釘固定在冷卻水端蓋上；且密封圈壓板和冷卻水端蓋之間通過V型密封圈密封。磁環調節杆與磁環活動配合連接。靶材設有的凹槽，凹槽中的卡簧和螺紋卡套將靶材與螺紋法蘭連接；而螺紋法蘭和螺紋伸縮套採用螺紋副和定位螺釘連接；靶材和螺紋伸縮套之間通過橡膠密封圈密封。本實用新型具有的有益效果是卡套螺母、彈性卡簧、靶材、定位螺釘、橡膠密封圈、隔離板(靶材快要燒蝕穿的時候才用)和靶材伸縮套形成的連接方式，省卻了在靶材上加工大直徑螺紋(螺紋約佔靶材厚度的30%左右)的弊端，提高了靶材利用率；另外，在靶材蒸發消耗到較薄時，裝上隔離板後，還可使靶材的蒸發燒蝕達到貫通，充分提高了靶材利用率；冷卻水通過空心進水及磁環調節杆直接噴射到靶材上，提高了靶材的冷卻效率；推拉磁環調節杆可以修正靶材表面的磁場強度，保證靶材燒蝕蒸發均勻進行；通過旋轉調節螺母與固定螺紋座的嚙合長度來調整材伸縮套以保證靶材表面與引弧杆保持一定的距離，便於引弧的穩定進行。固定螺紋座通過絕緣套、絕緣套保持了法蘭盤和靶材伸縮套之間的絕緣。
圖I是本實用新型的結構示意圖；圖中1.靶材；2.卡套螺母；3.彈性卡圈；4.螺紋法蘭；5.定位螺釘；6.密封圈；7.石英套管；8.橡膠密封圈；9.絕緣套；10.六角螺釘；11.絕緣套；12.固定螺紋座；13.靶材伸縮套；14.調節螺母；15.冷卻水端蓋；16.出水嘴；17.橡膠密封圈；18.內六角螺釘；19.密封圈壓板；20. V型密封圈；21.靶電源接線柱；22.進水及磁環調節杆；23.磁環；24.氣動(電磁)引弧組件；25.隔離板；26.輔助陽極板；27法蘭盤。
具體實施方式
螺紋法蘭4和靶材伸縮套13用螺紋連接並用定位螺釘5定位，將彈性卡圈3套入靶材I的凹槽中然後將卡套螺母2套在彈性卡圈3上與螺紋法蘭4相連接；靶材I與靶材伸縮套13之間密封由橡膠密封圈6來完成；靶材消耗後的補償可通過旋轉調節螺母14來 調節它與固定螺紋座12的嚙合長度進行調節；磁環23固定在進水及磁環調節杆22上，冷卻水通過中空的進水及磁環調節杆22和磁環23直接噴射到靶材I上對其進行冷卻；冷卻水通過出水嘴16排出；冷卻水端蓋15、橡膠密封圈17、內六角螺釘18、密封圈壓板19和V型密封圈20形成了密閉的冷卻出水腔，可對組件進行充分冷卻；靶材I蒸發麵磁場強度則可通過推拉進水及磁環調節杆22來移動磁環23與靶材I蒸發端面之間的距離來實現。採用卡套法蘭連接，螺紋卡套2利用套在靶材I凹槽中的卡簧3將靶材I與螺紋法蘭4連接，而螺紋法蘭4和螺紋伸縮套13採用螺紋副和定位螺釘5連接。靶材I和螺紋伸縮套13之間的密封則由橡膠密封圈5來完成。磁場調節，空心磁環23固定在同樣是空心的進水及磁環調節杆22上，通過推拉移動調節杆22來調節磁環23與靶面的位置來實現靶材I表面的磁場強度，使得不同靶材的放電更穩定。靶材採用直冷方式，靶材I厚度較厚時，可將隔離板(紫銅)24拆除，冷卻水通過空心的進水及磁環調節杆22和磁環23直接噴射到靶材I上對其進行冷卻，冷卻水通過出水嘴16排出。冷卻水端蓋15、橡膠密封圈17、內六角螺釘18、密封圈壓板19和V型密封圈20形成冷卻出水腔。靶材消耗後的補償，通過旋轉固定螺紋座12與調節螺母14的嚙合長度來推拉靶材伸縮套13來補償消耗後的靶面與輔助陽極25表面保持一定的相對位置。靶材變徑，通過改變螺紋卡套2、卡簧3和螺紋法蘭4的尺寸，可在Φ 65 Φ 120mm內調整靶材直徑。高的靶材利用率，靶材上沒有螺紋等聯接結構。當靶材I厚度較薄時，裝上隔離板(紫銅)25，使靶材I貼在隔離板25上，靶材I的燒蝕蒸發可貫穿整個靶材厚度。如圖I所示，直冷式電弧蒸發組件由靶材1，卡套螺母2，彈性卡簧3，螺紋法蘭4，定位螺釘5，橡膠密封圈6，靶材伸縮套13，冷卻水端蓋15，橡膠密封圈17，壓板密封壓板19，V型密封圈20，進水及磁環調節杆22和磁環23組成。橡膠密封圈6和橡膠密封圈17起著防止水的外洩和滲漏；固定螺紋座12與調節螺母14組成靶材消耗後的補償作用；磁環23、空心磁環調節杆22則構成了冷卻水進水通道和靶面磁場調解機構；冷卻水通過出水嘴16排出，氣動(電磁)引弧組件26則擔負著電弧的引弧作用。直冷式電弧蒸發組件安裝過程為首先將橡膠密封圈6裝入靶材伸縮套13的密封槽中，螺紋法蘭4和靶材伸縮套13則用自身螺紋連接後用定位螺釘5定位；再將彈性卡圈3套入靶材I的凹槽中再將卡套螺母2套在彈性卡圈上與螺紋法蘭4聯接；再將靶材伸縮套13穿入法蘭盤27的孔中，依次安裝橡膠密封圈8、絕緣套11、固定螺紋座12和絕緣套9後用六角螺釘10將靶材伸縮套13固定在法蘭盤27上；再將調節螺母14旋入固定螺紋座12 ;將磁環23固定在進水及磁環調節杆22上後放入靶材伸縮套13孔中，再將橡膠 密封圈17套入冷卻水端蓋15的密封槽內並將冷卻水端蓋15旋緊在靶材伸縮套13上，然後依次安裝出水嘴16、V型密封圈20、密封壓板19並用內六角螺釘18進行固定，最後安裝電源接線螺釘21、輔助陽極板26和氣動(電磁)引弧組件24，至此水冷電弧蒸發組件安裝完畢。
權利要求1.提高靶材利用率的水冷式電弧蒸發組件，包括靶材(I)和磁環調節杆(22)以及磁環(23)，其特徵在於，磁環(23)固定在磁環調節杆(22)上，磁環調節杆(22)內有供冷卻水通過的中空結構，磁環(23)的前端是靶材(I);螺紋法蘭(4)和靶材伸縮套(13)用螺紋連接並用定位螺釘(5)定位，將彈性卡圈(3)套入靶材(I)的凹槽中然後將卡套螺母(2)套在彈性卡圈(3)上與螺紋法蘭(4)相連接；靶材(I)與靶材伸縮套(13)之間通過橡膠密封圈(6)密封；調節螺母(14)與固定螺紋座(12)的嚙合連接；磁環調節杆(22)的中空結構分別與出水嘴(16)和進水管相通；出水嘴(16)與磁環調節杆(22)之間設有冷卻水端蓋(15);且出水嘴(16)與磁環調節杆(22)之間通過橡膠密封圈(17)密封；密封圈壓板(19)通過內六角螺釘(18)固定在冷卻水端蓋(15)上；且密封圈壓板(19)和冷卻水端蓋(15)之間通過V型密封圈(20)密封。
2.如權利要求I所述的提高靶材利用率的水冷式電弧蒸發組件，其特徵在於，磁環調節杆(22 )與磁環(23 )活動配合連接。
3.如權利要求I或2所述的提高靶材利用率的水冷式電弧蒸發組件，其特徵在於，靶材(I)設有的凹槽，凹槽中的卡簧(3)和螺紋卡套(2)將靶材(I)與螺紋法蘭(4)連接；而螺紋法蘭(4)和螺紋伸縮套(13)採用螺紋副和定位螺釘(5)連接；靶材(I)和螺紋伸縮套(13)之間通過橡膠密封圈(5)密封。
專利摘要本實用新型提供一種提高靶材利用率的水冷式電弧蒸發組件，包括靶材和磁環調節杆以及磁環，磁環固定在磁環調節杆上，磁環調節杆內有供冷卻水通過的中空結構，磁環的前端是靶材；螺紋法蘭和靶材伸縮套用螺紋連接並用定位螺釘定位，將彈性卡圈套入靶材的凹槽中然後將卡套螺母套在彈性卡圈上與螺紋法蘭相連接；靶材與靶材伸縮套之間通過橡膠密封圈密封；本實用新型具有的有益效果是卡套螺母、彈性卡簧、靶材、定位螺釘、橡膠密封圈、隔離板(靶材快要燒蝕穿的時候才用)和靶材伸縮套形成的連接方式，省卻了在靶材上加工大直徑螺紋(螺紋約佔靶材厚度的30%左右)的弊端，提高了靶材利用率。
文檔編號C23C14/24GK202717837SQ20122038962
公開日2013年2月6日 申請日期2012年8月8日 優先權日2012年8月8日
發明者徐樹深, 梅麗文, 張韜 申請人:蘭州理工大學溫州泵閥工程研究院