專利名稱：低溫離子鍍膜裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ー種鍍膜裝置，具體是ー種低溫離子鍍膜裝置。
背景技術：
物理氣相沉積(PVD)技術表示在真空條件下，采用物理方法，將材料源——固體表面氣化成氣體原子、分子或部分電離成離子，并通過低壓氣體(或等離子體)過程，在基體表面沉積具有特殊功能薄膜的技木。PVD分為真空蒸發(fā)鍍、濺射鍍膜和離子鍍。真空蒸發(fā)鍍分為電阻蒸發(fā)、電子束蒸發(fā)、高頻感應加熱蒸發(fā)等；濺射鍍膜分為直流濺射、射頻濺射、脈沖濺射等；離子鍍分為陰極電弧離子、空心陰極離子等。
真空蒸鍍是將鍍料在真空中加熱、蒸發(fā)，使蒸發(fā)的原子或原子團在溫度較低的基體上凝結，形成薄膜。濺射鍍膜是在一定氬氣的真空條件下，采用輝光放電技術，將氬氣電離產生氬離子，氬離子在電場カ的作用下加速轟擊陰極，使陰極上的鍍料被濺射下來，沉積到基體表面形成薄膜。離子鍍是指在真空條件下，利用氣體放電使氣體或蒸發(fā)物質離化，在氣體離子或被蒸發(fā)物質離子轟擊作用的同吋，將蒸發(fā)物或其反應物沉積在基片上。目前國內各款式的多弧真空鍍膜機、磁控真空鍍膜機；多弧、磁控復合真空鍍膜機、電阻蒸發(fā)真空鍍膜機以及電子束蒸發(fā)真空鍍膜機等，前四種機型基本上都是轉架轟擊結構，后一種機型(電子束蒸發(fā)真空鍍膜機)則是霍爾離子源轟擊結構。轉架轟擊清洗結構對于金屬制品來說倒還起點作用，對于塑料、樹脂、亞克力、玻璃、陶瓷等制品，因為它們都是絕緣不導電的，所以轉架轟擊清洗就失去作用。為了改善膜層的穩(wěn)定性和各項理化性能指標的重復性、一致性，有人在真空室的內側壁上增設了條形離子源，這種方案在實際生產中效果甚微，僅起到鍍膜前期的轟擊清洗作用，與條形離子源相鄰的靶材與條形離子源呈90°角設置，離化效果差，條形離子源根本起不到輔助鍍膜作用，僅起轟擊清洗作用。與條形離子源相對的靶材雖然與條形離子源呈180°角設置，但兩者距離甚遠，同樣，條形離子源也起不到輔助鍍膜的作用。可見，上述的鍍膜裝置由于離化率低，存在著以下弊端
1、轉架轟擊、條形離子源及霍爾離子源的離化效果遠遠達不到要求；
2、金屬制品(裝飾膜)必需加溫鍍制(200°C左右)才不影響膜層附著力；
3、鍍制塑料、樹脂、亞克力、玻璃、陶瓷等制品，很難鍍上膜或根本鍍不上膜，而且塑料、樹脂、亞克カ等制品很容易熱變形，更不用說加溫了 ；
4、由于必需加溫鍍制鍍膜，鍍件硬度變軟(如陽江不銹鋼刀硬度降幅不允許彡5度，因整個行業(yè)鍍膜都達不到硬度降幅為O的水平，所以刀具行業(yè)沒有辦法，只能定這個硬度降幅標準了)；
5、有色金屬制品(如銅、鋁、鋅、鎂等)必需經過水鍍后才能鍍上膜層；6、陶瓷制品(如宮廷陶瓷罐等)表面了上釉就鍍不上膜層；
7、水鍍都鍍不了的汽車煙灰缸，此類型鍍膜機就根本鍍不上膜。

發(fā)明內容
本發(fā)明的前一目的是提供一種不僅能夠同時適應金屬和非金屬材料的鍍膜，實現(xiàn)低溫鍍膜，而且離化效率高、鍍膜效果好的低溫離子鍍膜裝置。本發(fā)明的后一目的提供一種不僅能夠同時適應金屬和非金屬材料的鍍膜，實現(xiàn)低溫鍍膜，而且離化效率高、鍍膜效果好的低溫離子鍍膜裝置
為實現(xiàn)上述的前一目的，本發(fā)明所采用的技術方案是ー種低溫離子鍍膜裝置，包括真空室、エ件轉架和蒸發(fā)源，在真空室內還設有離子裝置，該離子裝置設置在エ件轉架的中部位置，蒸發(fā)源設置在真空室內的周邊位置上。
優(yōu)選的方案是，所述的離子裝置包括支架、支撐架和離子板，離子板安裝在支架與支撐架之間。優(yōu)選的方案是，所述的蒸發(fā)源為多弧靶。優(yōu)選的方案是，所述的蒸發(fā)源為磁控靶。優(yōu)選的方案是，所述的蒸發(fā)源為電子槍。優(yōu)選的方案是，所述的蒸發(fā)源為蒸發(fā)電扱。為實現(xiàn)上述的后一目的，低溫離子鍍膜裝置，包括真空室、エ件轉架和蒸發(fā)源，在真空室內還設有離子裝置，該離子裝置設在エ件轉架外部位置上，蒸發(fā)源設置在真空室的中部位置上。本發(fā)明采用上述結構后，通過在エ件轉架的中部或外部位置設有離子裝置，蒸發(fā)源設置在真空室的周邊或中部位置上，具有以下優(yōu)點
I、低溫離子鍍膜關鍵在于離子裝置所產生的離化效應以及它的安裝位置，由于靶材對于離子裝置均為180°角，在靶材與離子裝置之間形成ー個獨特的等離子區(qū)域，這樣就充分發(fā)揮離子的作用，離子分布均勻，離化效應好，大大地改善鍍膜效果；
2、在鍍膜過程中為邊鍍膜邊轟擊，而且為大面積離子放電，高能量的離子打人工件表面，使膜層與エ件間形成顯微合金層，提高結合強度，這樣更促進離子輔助鍍膜作用，大大地改善膜層的附著力及膜層的穩(wěn)定性和均勻性；
3、由于離子充分發(fā)揮得當，離化效應好，鍍制塑料、樹脂、亞克力、玻璃、陶瓷等制品很容易鍍上膜，而且塑料、樹脂、亞克カ等制品不易變形，塑料制品不噴涂底漆，直接在塑料制品鍛月吳;
4、由于邊鍍膜邊轟擊，金屬制品不需加溫直接鍍制膜層，實現(xiàn)低溫鍍膜，附著力特
強；
5、低溫鍍膜離子裝置很容易完成二次輝光或多次輝光；
6、·^!'倉^:。


圖I為本發(fā)明主視結構示意 圖2為本發(fā)明俯視結構意圖；圖3本發(fā)明另ー實施方式主視結構示意 圖4本發(fā)明另ー實施方式俯視結構示意圖 圖5為本發(fā)明離子裝置的分解圖。圖中1真空室，2エ件轉架，3蒸發(fā)源，4離子裝置，41支架，42支撐架，43離子板。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進ー步詳細說明。實施例一
圖I、2和5所示，本發(fā)明的低溫離子鍍膜裝置，包括真空室I、エ件轉架2和若干個蒸發(fā)源3，工作轉架2和蒸發(fā)源3均設置在真空室I內，其中，在真空室I內還設有離子裝置4， 該離子裝置設在在エ件轉架2的中部位置，蒸發(fā)源3設置在真空室I的周邊位置上。本實施例中，所述的離子裝置4包括支架41、支撐架42和若干片離子板43，離子板43安裝在支架41與支撐架42之間，形成柱狀體。上述的蒸發(fā)源3為多弧靶或磁控靶。離子裝置4的安裝形式一般分為吊掛式、立柱式、外罩式及臥式等。離子裝置4的結構大致分為
1、立式園柱型、三角型、長方柱型、単門罩型、及雙門罩型等；
2、臥式園柱型、復合型及罩型等。離子裝置4的結構及安裝形式要根據真空鍍膜設備的類型、真空室容積、離化效應、蒸發(fā)源的數量及輝光功率因素而定，不能一概而論，具體狀況具體對待。本發(fā)明的離子裝置的結構及安裝形式適用于
1、立式多弧真空鍍膜機、磁控真空鍍膜機以及多弧、磁控復合真空鍍膜機等；
2、臥式多弧真空鍍膜機、磁控真空鍍膜機以及多弧、磁控復合真空鍍膜機等；
3、立式電子束蒸發(fā)(光學)真空鍍膜機等；
4、臥式電子束蒸發(fā)(光學)真空鍍膜機等；
5、立式電阻蒸發(fā)真空鍍膜機等；
6、臥式電阻蒸發(fā)真空鍍膜機等。本發(fā)明最大的特點是I)、充分發(fā)揮離化效應，無論是金屬鍍件還是非金屬鍍件直接鍍膜，膜層附著力特強。2)、離化效應好，金屬制品不需加溫直接鍍制膜層，實現(xiàn)低溫鍍膜，去掉傳統(tǒng)的加熱裝置，節(jié)電30%以上，鍍膜時間節(jié)省10%以上，提高工效當然就省錢。
3)、由于低溫鍍膜，鍍件硬度不變，硬度降幅為O (如陽江不銹鋼刀及陶瓷陽江)。4)、離化效應好，有色金屬制品(如銅、鋁、鋅、鎂等)不需水鍍直接鍍制膜層。5)、發(fā)揮離化效應，陶瓷制品表面無論上釉還是不上釉，均可直接鍍制膜層。6)、大面積離化效應，水鍍都鍍不了的汽車煙灰缸在此鍍膜機上就很容易鍍上膜。7)、離子裝置的離化效應與真空鍍膜設備的容量、蒸發(fā)源的數量及輝光功率因素有關，具體狀況具體對待，不能ー概而論。本發(fā)明裝置真空鍍膜過程如下
I)、Ar離子轟擊清洗
當真空度達到一定壓カ吋，充入適量的Ar氣，打開離子裝置4的電源，對金屬制品或非金屬制品進行離子輝光清洗數分鐘。此刻在真空室內發(fā)生離子輝光放電，放電產生的Ar離子以較高的能量撞擊エ件表面，將エ件表面吸附的氣體、雜質和エ件表面層原子濺射下來，露出材料新鮮表面。本發(fā)明的離子裝置4產生離子輝光放電，是ー種獨特的等離子放電，而且為大面積離子放電，輝光很亮，離化效應均勻強大，金屬制品或非金屬制品都能離子轟擊清洗。傳統(tǒng)的轉架轟擊清洗是不能夠相比的，沒有可比性，因為非金屬制品是絕緣不導電的，所以轉架轟擊清洗就失去作用。2)、鍍膜
當真空度達到鍍膜壓カ時，調節(jié)離子裝置4的電源，達到一定功率時，打開蒸發(fā)源的電源，據膜層エ藝的要求確定沉積的時間。本裝置在鍍膜過程中為邊鍍膜邊轟擊，在蒸發(fā)源3與離子裝置4之間形成ー個獨特的等離子區(qū)域，根本上起到了離子輔助鍍膜作用，這樣就大大地改善膜層的附著力及膜層的穩(wěn)定性和均勻性。再加上裝置為大面積離子放電，離化效應均勻強大，去掉傳統(tǒng)的加熱裝置，金屬制品直接鍍制膜層，實現(xiàn)低溫鍍膜，節(jié)能省錢。無論是金屬鍍件還是非金屬鍍 件都可直接鍍膜，膜層附著力特強。節(jié)能狀況以HL1200型多弧真空鍍膜機配置為例
I、現(xiàn)有的多弧真空鍍膜機
1),KT - 800型高真空油擴散泵 2臺N= 13X2+26KW
2)、ZJP- 600 型羅茨泵I 臺N = 7. 5KW
3)、H-150型滑閥泵I臺N= 15KW
4)ヽTL— 15型旋片泵I臺N = I. 5KW
5)、加熱烘烤裝置I套N = 30KW
6)、偏壓電源I臺N = 4KW
7)、弧電源10臺N=15KW
8)、傳動裝置I臺N = 0.4KW
9)、共計NI = 99. 4KW = 100 Kff
2、本發(fā)明的鍍膜機配置
1),KT - 800型高真空油擴散泵 2臺N= 13X2+26KW
2)、ZJP- 600 型羅茨泵I 臺N = 7. 5KW
3)、H-150型滑閥泵I臺N= 15KW
4)ヽTL— 15型旋片泵I臺N = I. 5KW
5)、加熱烘烤裝置O套
6)、離子電源I臺N = 4KW
7)、弧電源10臺N=15KW
8)、傳動裝置I臺N = 0.4KW
9)、共計N2 = 69. 4KW = 70 Kff
3、節(jié)能效率η=(N2 - NI)/ Ν2Χ100% = (100 - 70)/ 100X100% = 30%。實施例ニ
圖3和4所示，為低溫離子鍍膜裝置的另ー實施方式，其離子裝置4設在エ件轉架2外部位置上，蒸發(fā)源3設置在真空室I的中部位置上。其它同上述實施例所述。以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式而已，當然不能以此來限定本發(fā)明之權利范圍，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術方案的保護范 圍。
權利要求
1.一種低溫離子鍍膜裝置，包括真空室(I)、工件轉架(2)和蒸發(fā)源(3)，工作轉架(2)和蒸發(fā)源(3)均設置在真空室(I)內，其特征在于在真空室(I)內還設有離子裝置(4)，該離子裝置(4)設置在工件轉架(2 )的中部位置，蒸發(fā)源(3 )設置在真空室(I)內的周邊位置上。
2.根據權利要求I所述的低溫離子鍍膜裝置，其特征在于所述的離子裝置(4)包括支架(41)、支撐架(42)和離子板(43)，離子板(43)安裝在支架(41)與支撐架(42)之間。
3.根據權利要求I所述的低溫離子鍍膜裝置，其特征在于所述的蒸發(fā)源(3)為多弧靶。
4.根據權利要求I所述的低溫離子鍍膜裝置，其特征在于所述的蒸發(fā)源(3)為磁控靶。
5.根據權利要求I所述的低溫離子鍍膜裝置，其特征在于所述的蒸發(fā)源(3)為電子槍。
6.根據權利要求I所述的低溫離子鍍膜裝置，其特征在于所述的蒸發(fā)源(3)為蒸發(fā)電極。
7.一種低溫離子鍍膜裝置，包括真空室(I)、工件轉架(2)和蒸發(fā)源(3)，工作轉架(2)和蒸發(fā)源(3)均設置在真空室(I)內，其特征在于在真空室(I)內還設有離子裝置(4)，該離子裝置(4)設在工件轉架(2)外部位置上，蒸發(fā)源(3)設置在真空室(I)的中部位置上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低溫離子鍍膜裝置，包括真空室、工件轉架和蒸發(fā)源，工作轉架和蒸發(fā)源均設置在真空室內，其中在真空室內還設有離子裝置，該離子裝置設在工件轉架的中部或外部位置上，對應蒸發(fā)源設置在真空室的周邊或中部位置上；本發(fā)明的鍍膜裝置不僅能夠同時適應合金屬和非金屬材料的鍍膜，而且離化效率高、大大改善了膜層的附著力及膜層的穩(wěn)定性和均勻性。
文檔編號C23C14/32GK102703868SQ201210232408
公開日2012年10月3日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權日2012年7月6日
發(fā)明者陸世德 申請人:肇慶市同力真空科技有限公司, 陸世德