[发明专利]一种用于降低靶材冷却时间的真空电弧镀装置

说明书

本发明公开了一种用于降低靶材冷却时间的真空电弧镀装置，属于涂镀层技术领域。一种用于降低靶材冷却时间的真空电弧镀装置，包括：底座、安装座、靶材以及管道；底座设有通孔；安装座呈顶部封口的圆筒形，安装座的底部与底座连接，并且安装座的内腔与通孔连通；靶材套设在安装座的外侧，靶材与安装座的外侧壁之间设有低熔导电填充层；管道从通孔伸入安装座的内腔。本发明在进行真空电弧镀时，高能电弧能够持续放电，冷却水持续、快速带走产生的热量，降低靶材冷却时间，避免靶材局部熔化，从而避免靶材以“液滴”形式沉积在工件上，提高了涂镀层性能和质量。

技术领域

本发明涉及涂镀层技术领域，具体涉及一种用于降低靶材冷却时间的真空电弧镀装置。

背景技术

真空电弧镀是指运用场致发射和阴极放电原理，通过电弧放电能量将阴极靶材金属元素气化、电离后，在电场负偏压作用下加速沉积到零件表面，形成涂镀层的一种工艺方法。根据所选靶材成分及辅助气氛组成的不同配比，可以涂镀各类耐热、耐腐蚀、耐磨、装饰涂镀层，目前已广泛应用于航空航天、汽车制造、磨具加工等领域。

目前受限于薄壁靶材受热易变形的工艺特点，靶材与靶材安装座采用间隙配合，依据靶材成分不同，常见间隙约0.5-2mm。真空电弧镀功率可达15-20KW，电弧能量极高，可将金属靶材元素直接气化电离后形成涂镀层，但因间隙配合热辐射传递热量效率较低，靶材近弧区温度较高，当使用低熔点合金靶材时，极易产生局部熔化，并以“液滴”形式沉积，该缺陷会大幅降低涂镀层性能，因此，常规工艺中采取“加工-暂停-加工-暂停”的循环间歇生产模式，以降低靶材温度，尽可能减少“液滴”沉积，但这样会导致工件涂镀时间增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于降低靶材冷却时间的真空电弧镀装置，以解决现有真空电弧镀通过循环间歇生产模式来降低靶材温度而导致的工件涂镀层质量差、工件涂镀时间长的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种用于降低靶材冷却时间的真空电弧镀装置，包括：底座、安装座、靶材以及管道；底座设有通孔；安装座呈顶部封口的圆筒形，安装座的底部与底座连接，并且安装座的内腔与通孔连通；靶材套设在安装座的外侧，靶材与安装座的外侧壁之间设有低熔导电填充层；管道从通孔伸入安装座的内腔。

本发明在靶材与安装座之间设置低熔导电填充层，安装座连通电流并在靶材的外表面产生高能电弧时，高能电弧产生的热量的传递方式由原有的热辐射改变为热传递效率更高的热传导，将热量通过低熔导电填充层传导至安装座，而管道从下到上通入冷却水，冷却水进入安装座后，与安装座的内表面接触，从而快速带走安装座的热量。高能电弧能够持续放电，冷却水持续、快速带走产生的热量，降低靶材冷却时间，避免靶材局部熔化，从而避免靶材以“液滴”形式沉积在工件上，提高了涂镀层性能和质量，而且高能电弧持续放电能够减少起弧次数，减少由于起弧引起的靶材不均匀性，提高涂覆均匀性。

为了使低熔导电填充层填满安装座与靶材之间的间隙，低熔导电填充层的材质可以选用熔点较低的导电材质，此时，通过熔化——灌注——凝固的方式填满安装座与靶材之间的间隙，同时，靶材使用完后，对安装座的外侧进行加热，使低熔导电填充层材料熔化或软化，即可对原有的靶材和安装座进行分离，安装座可以循环使用，只需要在安装座上重新安装新的靶材即可再次进行电弧镀。

由于靶材受热会变形，低熔导电填充层不但能起到传递热量的作用，还因熔点低而具有受让作用，即低熔导电填充层受热后呈液态，会随着靶材的挤压变形而变形，以匹配薄壁靶材受热易变形的工艺特点。此外，由于安装座与靶材之间没有间隙，也就杜绝了靶材内表面电击打现象，提升生产安全性和设备寿命。

进一步地，上述安装座包括从上到下依次连接的顶盖、限位筒以及限位座；靶材套设在限位筒的外侧，并且靶材的底部与限位座连接。

本发明的靶材的底部与限位座连接时，避免在灌注低熔导电填充层材料时，低熔导电填充层材料从安装座与靶材之间的间隙的底部流出。