一種離子鍍槍靶材底座盤的製作方法

2023-10-07 13:03:59 1

專利名稱：一種離子鍍槍靶材底座盤的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及表面防護塗層製備領域，具體地說是一種用於離子鍍槍裝置的靶材底座盤。
背景技術：
表面防護塗層技術是提高工模具及機械部件質量和使用壽命的重要途徑，作為材料表面防護技術之一的PVD技術，以其廣泛的功能性、良好的環保性以及巨大的增效性等優勢，可以提高工模具及機械零件表面的耐磨性、耐蝕性、耐熱性及抗疲勞強度等力學性能，極大的提高產品附加值，以保證現代機械部件及工模具在高速、高溫、高壓、重載以及強腐蝕介質工況下可靠而持續地運行。PVD主要分為真空蒸鍍、磁控濺射和離子鍍三個類型。在實際應用中，高質量的防護塗層必須具有緻密的組織結構、無穿透性針孔、高硬度、與基體結合牢固等特點。真空蒸鍍和磁控濺射由於粒子能量和離化率低，導致膜層疏鬆多孔、力學性能差、難以獲得良好的塗層與基體之間的結合力，嚴重限制了該類技術在防護塗層製備領域的應用。而離子鍍塗層技術由於結構簡單、離化率高、入射粒子能量高，可以輕鬆得到其他方法難以獲得的高硬度、高耐磨性的陶瓷塗層、複合塗層，應用在工具、模具上面，可以使壽命成倍提高，較好地實現了低成本、高收益的效果；此外，離子鍍塗層技術具有低溫、高能兩個特點，幾乎可以在任何基材上成膜，應用範圍十分廣闊。電弧離子鍍所用的弧源結構是冷陰極弧源，電弧的行為被陰極表面許多快速遊動，高度明亮的陰極斑點所控制，陰極斑點的運動對電弧等離子體的物理特性以及隨後的鍍膜特性有很大的影響。而離子鍍弧源是電弧等離子體放電的源頭，是離子鍍技術的核心部件。為了更好的提高沉積薄膜的質量和有效的利用靶材，提高放電穩定性，必須對弧斑的運動進行合理的控制。而弧斑的有效控制必須有合理的機械結構與磁場結構配合，就目前工業常用的小尺寸弧源結構，常用的靶材結構有圓盤形、圓柱形、圓錐形、圓臺形；常用的磁場結構有軸向發散磁場、軸向聚焦磁場、旋轉磁場等；而不同的靶材與磁場位形配合的弧源結構都不一樣，而且設計複雜，適應性差，功能單一，如果需要變換靶材與磁場方式，就得全套更換整個弧源，造成了極大地浪費。對於工業鍍膜生產，產品的穩定性、大面積均勻性、高效性都是必須考慮的。而由於弧源是點狀源，弧源前段等離子體的分布都是不均勻的，傳統的弧源機械結構複雜，靶材在真空室的位置固定，一般不會超過爐壁，對於一些特殊生產需求難以滿足；部分弧源結構體積過大，窗口直徑太小，等離子體交叉區域不明顯，很難實現工業化均勻鍍膜生產，產品合格率和均勻性大大降低，這也是磁過濾不能產業化生產的原因之一，磁過濾裝置體積龐大，很難在一個爐體實現密集的分布，因此等離子體傳輸窗口窄，窗口之間難以交叉，容易形成等離子體密度低的空缺區，對鍍膜生產不利。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種離子鍍槍靶材底座盤，用以改善傳統電弧離子鍍弧源結構複雜、密封性差、難以實現特殊鍍膜需求的缺點。為了實現上述目的，本實用新型的技術方案是:—種離子鍍槍靶材底座盤，包括:離子鍍槍底盤緊固板、靶材底柱絕緣套、離子鍍槍底盤、離子鍍槍底盤絕緣盤、密封圈、絕緣套盤，具體結構如下:靶材底柱絕緣套的外側設置離子鍍槍底盤絕緣盤、離子鍍槍底盤、離子鍍槍底盤緊固板，離子鍍槍底盤的一側設置離子鍍槍底盤緊固板，離子鍍槍底盤緊固板通過靶材底柱絕緣套上的絕緣套盤與離子鍍槍底盤隔開，絕緣套盤下部與離子鍍槍底盤緊固板接觸，絕緣套盤上部與離子鍍槍底盤接觸，通過密封圈形成密封，離子鍍槍底盤的另一側設置離子鍍槍底盤絕緣盤。所述的離子鍍槍靶材底座盤，靶材底柱絕緣套設置於離子鍍槍裝置的靶材底柱外側。所述的離子鍍槍靶材底座盤，離子鍍槍底盤緊固板為一帶中心圓孔的不鏽鋼盤，其中心孔直徑與靶材底柱絕緣套外徑一致，離子鍍槍底盤緊固板圍套在靶材底柱絕緣套上，離子鍍槍底盤緊固板上部與絕緣套盤下面緊密接觸。所述的離子鍍槍靶材底座盤，離子鍍槍底盤緊固板靠近邊緣設置有離子鍍槍底盤緊固板安裝孔，離子鍍槍底盤緊固板安裝孔與離子鍍槍底盤下部螺紋孔相對應，通過該離子鍍槍底盤緊固板安裝孔，絕緣套盤緊固在離子鍍槍底盤與離子鍍槍底盤緊固板之間。所述的離子鍍槍靶材底座盤，離子鍍槍底盤緊固板上部與絕緣套盤接觸面上設有離子鍍槍底盤緊固板密封槽，通過離子鍍槍底盤緊固板密封槽內密封圈與絕緣套盤之間緊密接觸形成密封。所述的離子鍍槍靶材底座盤，離子鍍槍底盤為一帶中心圓孔的具有一定厚度的不鏽鋼盤，底盤外尺寸與真空室上的爐體法蘭尺寸一致，中心孔直徑與靶材底柱絕緣套外徑一致，離子鍍槍底盤圍套在靶材底柱絕緣套上，離子鍍槍底盤下部與靶材底柱絕緣套的絕緣套盤上面緊密接觸。所述的離子鍍槍靶材底座盤，離子鍍槍底盤靠近邊緣設置有離子鍍槍底盤安裝孔，離子鍍槍底盤安裝孔與真空室上的爐體法蘭安裝孔相對應，通過該離子鍍槍底盤安裝孔，離子鍍槍裝置安裝在真空室上。所述的離子鍍槍靶材底座盤，離子鍍槍底盤上開有離子鍍槍底盤上密封槽，離子鍍槍底盤上密封槽中安裝密封圈，離子鍍槍底盤通過所述密封圈與真空室密封；離子鍍槍底盤下部靠近中心孔設有離子鍍槍底盤下密封槽，離子鍍槍底盤下密封槽外徑小於靶材底柱絕緣套的絕緣套盤外徑，通過槽內密封圈與靶材底柱絕緣盤之間緊密接觸形成密封。所述的離子鍍槍靶材底座盤，離子鍍槍底盤靠近密封槽附近設置有螺紋孔，螺紋孔內邊緣大於絕緣套盤外徑，通過該螺紋孔與離子鍍槍底盤緊固板進行連接，絕緣套盤緊固在尚子鍍槍底盤與尚子鍍槍底盤緊固板之間。本實用新型的優點及有益效果是:1.本實用新型結構簡易緊湊有效，操作簡便、密封性好，便於整機設計及滿足工業生產對真空室內等離子體分布的各種需求。2.本實用新型的可以實現多種特殊鍍膜需求、如內壁鍍膜，多元複合鍍膜等；同時，配合圍繞靶材法蘭外的各種磁場設置，如旋轉磁場、軸向磁場等，實現多種複合磁控鍍膜方式。3.本實用新型中各個部件可以獨立製作安裝，裝卸容易，可單獨更換，調節範圍大，成本低，易於推廣。

圖1為本實用新型的結構示意圖。圖2 (a) - (C)是本實用新型離子鍍槍裝置的離子鍍槍底盤緊固板結構示意圖；其中，Ca)圖是主視圖；(b)圖是(a)圖中的B-B首I]視圖；(C)圖是(a)圖中的A-A首I]視圖。圖3 (a)- (C)是本實用新型離子鍍槍裝置的離子鍍槍底盤結構示意圖；其中，(a)圖是主視圖；(b)圖是(a)圖中的D-D首I]視圖；(C)圖是(a)圖中的C-C首I]視圖。圖中，I離子鍍槍底盤緊固板；2靶材底柱絕緣套；3離子鍍槍底盤；4離子鍍槍底盤絕緣盤；5密封圈；6絕緣套盤；7離子鍍槍底盤緊固板安裝孔；8離子鍍槍底盤緊固板密封槽；9離子鍍槍底盤下密封槽；10離子鍍槍底盤上密封槽；11離子鍍槍底盤安裝孔；12螺紋孔。
具體實施方式
下面通過實施例和附圖對本實用新型作進一步詳細說明。如圖1-3所示，本實用新型離子鍍槍靶材底座盤，主要包括:離子鍍槍底盤緊固板
1、靶材底柱絕緣套2、離子鍍槍底盤3、離子鍍槍底盤絕緣盤4、密封圈5、絕緣套盤6、離子鍍槍底盤緊固板安裝孔7、尚子鍍槍底盤緊固板密封槽8、尚子鍍槍底盤下密封槽9、尚子鍍槍底盤上密封槽10、離子鍍槍底盤安裝孔11等，具體結構如下:如圖1所示，靶材底柱絕緣套2的外側設置離子鍍槍底盤絕緣盤4、離子鍍槍底盤
3、尚子鍍槍底盤緊固板I，尚子鍍槍底盤3的一側設置尚子鍍槍底盤緊固板I,尚子鍍槍底盤緊固板I通過靶材底柱絕緣套2上的絕緣套盤6與離子鍍槍底盤3隔開，絕緣套盤6下部與離子鍍槍底盤緊固板I接觸，絕緣套盤6上部與離子鍍槍底盤3接觸，通過密封圈5形成密封，離子鍍槍底盤3的另一側設置離子鍍槍底盤絕緣盤4。本實用新型靶材底柱絕緣套2設置於離子鍍槍裝置的靶材底柱外側，用於靶材底柱的絕緣。如圖2 (a)- (C)所示，離子鍍槍底盤緊固板I為一帶中心圓孔的具有一定厚度的不鏽鋼盤，離子鍍槍底盤緊固板I外尺寸比絕緣套盤6外尺寸略大，中心孔直徑與靶材底柱絕緣套外徑一致，離子鍍槍底盤緊固板I圍套在靶材底柱絕緣套上，離子鍍槍底盤緊固板I上部與絕緣套盤6下面緊密接觸；離子鍍槍底盤緊固板I靠近邊緣設置有6-8個離子鍍槍底盤緊固板安裝孔7，離子鍍槍底盤緊固板安裝孔7與離子鍍槍底盤3下部螺紋孔相對應，通過該離子鍍槍底盤緊固板安裝孔7將絕緣套盤6緊固在離子鍍槍底盤3與離子鍍槍底盤緊固板I之間；離子鍍槍底盤緊固板I上部與絕緣套盤6接觸面上設有離子鍍槍底盤緊固板密封槽8，通過離子鍍槍底盤緊固板密封槽8內密封圈與絕緣套盤6之間緊密接觸形成有效的密封。如圖3 (a)- (c)所示，離子鍍槍底盤3為一帶中心圓孔的具有一定厚度的不鏽鋼盤，底盤外尺寸與爐體法蘭尺寸一致，中心孔直徑與靶材底柱絕緣套2外徑一致，離子鍍槍底盤3圍套在靶材底柱絕緣套2上，離子鍍槍底盤3下部與靶材底柱絕緣套2的絕緣套盤6上面緊密接觸；離子鍍槍底盤3靠近邊緣設置有6-8個離子鍍槍底盤安裝孔11，離子鍍槍底盤安裝孔11與真空室上的爐體法蘭安裝孔相對應，通過該離子鍍槍底盤安裝孔11將離子鍍槍裝置安裝在真空室上，尚子鍍槍底盤3上開有尚子鍍槍底盤上密封槽10,尚子鍍槍底盤上密封槽10中安裝密封圈，離子鍍槍底盤3通過所述密封圈與真空室密封；離子鍍槍底盤3下部靠近中心孔設有離子鍍槍底盤下密封槽9，離子鍍槍底盤下密封槽9外徑小於靶材底柱絕緣套2的絕緣套盤6外徑，通過槽內密封圈與靶材底柱絕緣盤4之間緊密接觸形成有效的密封；離子鍍槍底盤3靠近密封槽附近設置有6-8個螺紋孔12，螺紋孔12內邊緣大於絕緣套盤6外徑，通過該螺紋孔12與離子鍍槍底盤緊固板I進行連接，將絕緣套盤6緊固在尚子鍍槍底盤3與尚子鍍槍底盤緊固板I之間。本實用新型中，靶材底柱絕緣套2為一定厚度的高分子管套，靶材底柱絕緣套2內徑與靶材底柱外徑一致，通過靶材底柱外壁的靶材底柱環形密封槽進行絕緣密封，管套圍套在靶材底柱周圍，管套上部與靶材底柱平齊；靶材底柱絕緣套外設有一絕緣套盤6，絕緣套盤6上部與離子鍍槍底盤3接觸，通過離子鍍槍底盤下密封槽9形成有效的密封。離子鍍槍工作時，電磁線圈圍套在靶材底座後端的靶材底柱絕緣套2周圍，與離子鍍槍底盤3之間通過一絕緣環(離子鍍槍底盤絕緣盤4)接觸，電磁線圈通直流電，通過電壓磁場的強度。電磁線圈產生軸向磁力線形成的磁場為軸對稱發散磁場，與圓盤形靶材形成指向靶材邊緣的銳角，在此磁場作用下，弧斑做不斷收縮和擴展的菊花狀運動，較強的磁場可以將弧斑推向靶材的邊緣。本實用新型結構簡易緊湊有效，可自由設置冷卻水套的長度，自由調節靶材在真空室內的位置，操作簡便、靶材更換容易、位置可調性好、便於整機設計及滿足工業生產對真空室內等離子體分布的各種需求。
權利要求1.一種離子鍍槍靶材底座盤，其特徵在於，包括:離子鍍槍底盤緊固板、靶材底柱絕緣套、離子鍍槍底盤、離子鍍槍底盤絕緣盤、密封圈、絕緣套盤，具體結構如下: 靶材底柱絕緣套的外側設置離子鍍槍底盤絕緣盤、離子鍍槍底盤、離子鍍槍底盤緊固板，離子鍍槍底盤的一側設置離子鍍槍底盤緊固板，離子鍍槍底盤緊固板通過靶材底柱絕緣套上的絕緣套盤與離子鍍槍底盤隔開，絕緣套盤下部與離子鍍槍底盤緊固板接觸，絕緣套盤上部與離子鍍槍底盤接觸，通過密封圈形成密封，離子鍍槍底盤的另一側設置離子鍍槍底盤絕緣盤。
2.按照權利要求1所述的離子鍍槍靶材底座盤，其特徵在於，靶材底柱絕緣套設置於離子鍍槍裝置的靶材底柱外側。
3.按照權利要求1所述的離子鍍槍靶材底座盤，其特徵在於，離子鍍槍底盤緊固板為一帶中心圓孔的不鏽鋼盤，其中心孔直徑與靶材底柱絕緣套外徑一致，離子鍍槍底盤緊固板圍套在靶材底柱絕緣套上，離子鍍槍底盤緊固板上部與絕緣套盤下面緊密接觸。
4.按照權利要求3所述的離子鍍槍靶材底座盤，其特徵在於，離子鍍槍底盤緊固板靠近邊緣設置有離子鍍槍底盤緊固板安裝孔，離子鍍槍底盤緊固板安裝孔與離子鍍槍底盤下部螺紋孔相對應，通過該離子鍍槍底盤緊固板安裝孔，絕緣套盤緊固在離子鍍槍底盤與離子鍍槍底盤緊固板之間。
5.按照權利要求3所述的離子鍍槍靶材底座盤，其特徵在於，離子鍍槍底盤緊固板上部與絕緣套盤接觸面上設有離子鍍槍底盤緊固板密封槽，通過離子鍍槍底盤緊固板密封槽內密封圈與絕緣套盤之間緊密接觸形成密封。
6.按照權利要求1所述的離子鍍槍靶材底座盤，其特徵在於，離子鍍槍底盤為一帶中心圓孔的具有一定厚度的不鏽鋼盤，底盤外尺寸與真空室上的爐體法蘭尺寸一致，中心孔直徑與靶材底柱絕緣套外徑一致，離子鍍槍底盤圍套在靶材底柱絕緣套上，離子鍍槍底盤下部與靶材底柱絕緣套的絕緣套盤上面緊密接觸。
7.按照權利要求6所述的離子鍍槍靶材底座盤，其特徵在於，離子鍍槍底盤靠近邊緣設置有離子鍍槍底盤安裝孔，離子鍍槍底盤安裝孔與真空室上的爐體法蘭安裝孔相對應，通過該離子鍍槍底盤安裝孔，離子鍍槍裝置安裝在真空室上。
8.按照權利要求6所述的離子鍍槍靶材底座盤，其特徵在於，離子鍍槍底盤上開有離子鍍槍底盤上密封槽，離子鍍槍底盤上密封槽中安裝密封圈，離子鍍槍底盤通過所述密封圈與真空室密封；離子鍍槍底盤下部靠近中心孔設有離子鍍槍底盤下密封槽，離子鍍槍底盤下密封槽外徑小於靶材底柱絕緣套的絕緣套盤外徑，通過槽內密封圈與靶材底柱絕緣盤之間緊密接觸形成密封。
9.按照權利要求6所述的離子鍍槍靶材底座盤，其特徵在於，離子鍍槍底盤靠近密封槽附近設置有螺紋孔，螺紋孔內邊緣大於絕緣套盤外徑，通過該螺紋孔與離子鍍槍底盤緊固板進行連接，絕緣套盤緊固在離子鍍槍底盤與離子鍍槍底盤緊固板之間。
專利摘要本實用新型涉及表面防護塗層製備領域，具體地說是一種用於離子鍍槍裝置的靶材底座盤。靶材底柱絕緣套的外側設置離子鍍槍底盤絕緣盤、離子鍍槍底盤、離子鍍槍底盤緊固板，離子鍍槍底盤的一側設置離子鍍槍底盤緊固板，離子鍍槍底盤緊固板通過靶材底柱絕緣套上的絕緣套盤與離子鍍槍底盤隔開，絕緣套盤下部與離子鍍槍底盤緊固板接觸，絕緣套盤上部與離子鍍槍底盤接觸，通過密封圈形成密封，離子鍍槍底盤的另一側設置離子鍍槍底盤絕緣盤。本實用新型結構簡易緊湊有效，操作簡便、密封性好，便於整機設計及滿足工業生產對真空室內等離子體分布的各種需求，用以改善傳統電弧離子鍍弧源結構複雜、密封性差、難以實現特殊鍍膜需求的缺點。
文檔編號C23C14/32GK203065564SQ20132009095
公開日2013年7月17日 申請日期2013年2月28日 優先權日2013年2月28日
發明者郎文昌 申請人:溫州職業技術學院