[发明专利]基于阳极技术的DLC镀膜装置

说明书

本发明公开了一种基于阳极技术的DLC镀膜装置，包括真空腔、旋转工件架、旋转电弧靶、旋转磁控靶、进气系统、抽真空系统、加热系统和电源系统，所述真空腔接地，所述电源系统包括磁控溅射电源、电弧电源、偏压电源、第一接触器、第二接触器、第三接触器和第四接触器；偏压电源的阴极连接旋转工件架上工件，通过第一接触器连接偏压电源的阳极和旋转电弧靶，通过第二接触器连接偏压电源的阳极和旋转磁控靶；磁控溅射电源的阴极连接旋转磁控靶，通过第三接触器连接磁控溅射电源的阳极和旋转电弧靶；电弧电源的阴极连接旋转电弧靶，通过第四接触器连接电弧电源的阳极和旋转磁控靶。本发明可显著提高DLC镀膜工艺的稳定性和DLC镀膜产品的性能。

技术领域

本发明属于真空镀膜技术领域，尤其涉及一种基于阳极技术的DLC镀膜装置。

背景技术

为了降低汽车的耗油量，要求降低搭载在汽车上的滑动部件的滑动阻力。已知有用于此目的的构造，即采用具有低摩擦性和耐磨损性的类金刚石碳膜(DLC，Diamond LikeCarbon)将滑动部件表面包覆起来。DLC是具有sp3杂化的碳原子占很大比率的亚稳定形式的无定形碳。DLC一般具有高硬度且表面平滑，还具有良好的耐磨性、化学稳定性、导热性和机械性能。

目前，可在各种基材上制备DLC涂层，以开发新的部件。已知制备DLC涂层的主要方法有PVD法(Physical Vapor Deposition，物理蒸镀法)和PaCVD法(Plasma assistedChemical Vapor Deposition，等离子辅助化学蒸镀法)两种。其中，PaCVD法因为成膜速度更快，并能适应复杂形状的工件，使PaCVD法成为制备DLC涂层的主流方法。PaCVD工艺中的等离子体可以通过直流脉冲功率源来激发。在直流脉冲等离子体处理装置中，处理室内处于含有碳氢类原料气体环境的负压状态下，通过向基材施加直流脉冲电压，在处理室内生成等离子体，从而碳氢类原料气体被等离子体化，在基材表面沉积形成DLC涂层。

直接在基材表面沉积DLC涂层将会导致DLC涂层内很高的残余压应力，DLC涂层相对于基材的附着力弱，为增强DLC层相对基材的附着力，一种已知的方法是在基材和DLC层之间蒸镀金属过渡层作为应力的缓冲，过镀层工艺控制是DLC镀膜工艺的关键技术之一。

为适应工业发展的更高要求，DLC镀膜工艺的稳定性和DLC镀膜产品的性能需要进一步提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种可显著提高工艺稳定性和产品性能的基于阳极技术的DLC镀膜装置。

本发明提供的一种基于阳极技术的DLC镀膜装置，包括真空腔、旋转工件架、旋转电弧靶、旋转磁控靶、进气系统、抽真空系统、加热系统和电源系统，所述真空腔接地，所述电源系统包括磁控溅射电源、电弧电源、偏压电源、第一接触器、第二接触器、第三接触器和第四接触器；其中：

偏压电源的阴极连接旋转工件架上工件，通过第一接触器连接偏压电源的阳极和旋转电弧靶，通过第二接触器连接偏压电源的阳极和旋转磁控靶；

磁控溅射电源的阴极连接旋转磁控靶，通过第三接触器连接磁控溅射电源的阳极和旋转电弧靶；

电弧电源的阴极连接旋转电弧靶，通过第四接触器连接电弧电源的阳极和旋转磁控靶。

采用上述DLC镀膜装置的镀膜方法，至少包括：

(1)基材置于旋转工件架上，对真空腔抽真空并加热；

(2)连通第二接触器和第四接触器，断开第一接触器和第三接触器，开启电弧电源和偏压电源，在惰性气氛下对基材进行等离子刻蚀清洗；

(3)连通第一接触器和第三接触器，断开第二接触器和第四接触器，开启磁控溅射电源和偏压电源，在惰性气氛下在基材上沉积金属过渡层；