[实用新型]一种用于在大长径比金属管内沉积硬质涂层的装置

说明书

本实用新型公开了一种用于在大长径比金属管内沉积硬质涂层的装置，包括真空腔体、供气系统、离子发生装置、支撑架、电源、磁场发生装置、真空泵、偏压电源和加热装置。其中，真空腔体为封闭腔体；供气系统用于向真空腔体提供工作气体和工艺气体，工作气体为惰性气体；离子发生装置包括空心阴极电子枪和辅助阳极；支撑架固定于真空腔体内；空心阴极电子枪与电源的负极电连接，辅助阳极与电源的正极电连接；磁场发生装置用于产生沿待涂层金属管轴线方向的磁场；真空泵与真空腔体相连；偏压电源与真空腔体相连；加热装置安装于真空腔体内。相比于现有技术，本实用新型适用范围大、离子沉积速度快，形成的涂层密度高、均匀性好。

技术领域

本实用新型涉及金属表面工程技术领域，特别是涉及一种用于在大长径比金属管内沉积硬质涂层的装置。

背景技术

现代工业生产中，管状零件广泛应用在建筑、装饰、机械、武器、航空航天、生物医学等行业中。管状零件主要应用于输送，传导，导向等工作，主要工作面为其内表面。工作过程中，管状零件会出现磨损、腐蚀、高温氧化的情况，影响其正常工作，对工业生产带来极大损失。因此，对管状零件来说，获得较好性能的内表面是有着非常重要的现实意义的。但由于经济性等因素，通过提高制造管状零件的整体材料性能在实际的生产中已不能满足需求。采用表面改性技术提高管状零件内表面性能是非常经济实用的途径。

表面改性技术通常是在衬底表面涂覆一层硬度高、摩擦系数低、耐磨性能好的硬质涂层，以提高装置的抗冲击韧性和抗弯强度。现有技术中的硬质涂层分为金属化合物涂层和非金属化合物涂层，如金刚石薄膜涂层。现有技术在进行表面涂覆的过程中，通常是在金属管内形成真空环境进行涂层，对仪器的精密度和密封性要求较高，结构复杂，并且金属管规格与涂层装置规格需要保持一致，适用范围小；形成的反应物在通过等离子体鞘层进入到金属管内时容易受到阻碍，导致金属管内表面的形成的硬质涂层密度低、均匀性差。实现改善金属管内壁性能仍然是一个技术难题，具有较高的研究价值。因此，如何提供一种适用范围广，并且能够快速在大长径比金属管内形成密度高、均匀性强的硬质涂层的装置，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于在大长径比金属管内沉积硬质涂层的装置，旨在解决现有涂层装置适用范围小、离子沉积速度慢，并且形成的涂层密度低、均匀性差的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型公开了一种用于在大长径比金属管内沉积硬质涂层的装置，包括：

真空腔体，所述真空腔体为封闭腔体；

供气系统，所述供气系统用于向所述真空腔体提供工作气体和工艺气体，所述工作气体为惰性气体；

离子发生装置，所述离子发生装置包括空心阴极电子枪和辅助阳极，所述空心阴极电子枪和所述辅助阳极均安装于所述真空腔体内，所述空心阴极电子枪和所述辅助阳极的中心均与待涂层金属管的轴线重合；

支撑架，所述支撑架固定于所述真空腔体内，所述支撑架置于所述空心阴极电子枪和辅助阳极之间，所述支撑架用于支撑待涂层金属管；

电源，所述空心阴极电子枪与所述电源的负极电连接，所述辅助阳极与所述电源的正极电连接，电源通电后用于使所述空心阴极电子枪产生辉光放电；

磁场发生装置，所述磁场发生装置用于产生沿待涂层金属管轴线方向的磁场，使辉光放电产生的离子向待涂层金属管轴线方向移动而形成等离子体光柱；

真空泵，所述真空泵与所述真空腔体相连；

偏压电源，所述偏压电源与所述真空腔体相连，所述偏压电源用于在镀膜过程中为待涂层金属管提供负电压；

加热装置，所述加热装置安装于所述真空腔体内。