[发明专利]一种PVD与HIPIMS工业化制备超硬DLC碳涂层方法及装置

摘要

本发明公开了一种PVD与HIPIMS工业化制备超硬DLC碳涂层方法及装置，包括涂层室、真空腔体、操作控制器、UBM、HIPIMS、工件基体、中心阳极、真空机械泵、分子泵、冷热水控制箱、功能气体分配箱、腔体加热器、三维旋转架、电源系统、HIPIMS磁过滤器；所述涂层室包括真空腔体，所述真空腔体为八面体双层结构，所述真空腔体的顶部设有中心阳极，所述真空腔体的底面设有三维旋转架和工件基体，所述真空腔体内设有UBM和HIPIMS，所述真空腔体内部设有腔体加热器；所述电源系统集成为一体式电源柜，所述电源柜上方设置为操作控制器；本发明利用PVD与HIPIMS技术，制备超高硬度，高耐摩擦性能，高耐磨损性能和高自润滑性能类金刚石涂层。

主权项

一种PVD与HIPIMS工业化制备超硬DLC碳涂层装置，简称涂层装置，其特征在于，包括涂层室、真空腔体、操作控制器、前仓门、后仓门、非平衡磁控阴极、高功率脉冲磁控阴极、靶材挡板、工件基体、中心阳极、真空机械泵、分子泵、冷热水控制箱、功能气体分配箱、阴极靶材隔栅、腔体加热器、三维旋转架、靶材A电源柜、靶材B电源柜、靶材C电源柜、靶材D电源柜、HIPIMS电源柜、偏压电源柜、控制系统弱电柜、阳极电源、上下料运输车、运输车轨道、HIPIMS磁过滤器；所述高功率脉冲磁控阴极，简称为HIPIMS；所述非平衡磁控阴极，简称为UBM；所述涂层装置，由涂层室、操作控制器、真空机械泵、分子泵、冷热水控制箱、功能气体分配箱、腔体加热器、三维旋转架、电源系统、上下料装置组成；所述涂层室焊接固定在设备框架上，所述设备框架为矩形不锈钢方通焊接结构，所述涂层室包括真空腔体、前仓门、后仓门；所述真空腔体为八面体不锈钢筒形双层结构，所述前仓门和后仓门分别设置于所述真空腔体的前面和后面，所述前仓门和后仓门的截面为三折板式，所述前、后仓门跨度占用所述八面体的三个相邻面，所述前仓门通过铰链固定连接于所述真空腔体的右侧面下边缘上，所述后仓门通过铰链固定连接于所述真空腔体的右侧面上边缘上，所述前仓门和所述后仓门均向右侧开门设置，并与所述真空腔体密封连接；所述真空腔体的顶部中心设置有中心阳极，所述真空腔体的底面设置有三维旋转架，所述三维旋转架上设置有工件基体，所述真空腔体内部设置有四个UBM，所述四个UBM分别装配在所述真空腔体内八面体的左上面、左下面、右上面、右下面位置，所述UBM靠近内侧面设置，所述UBM前方设置有阴极靶材隔栅；所述真空腔体左侧面外面设置有HIPIMS，所述HIPIMS与所述真空腔体之间设置有HIPIMS磁过滤器；所述真空腔体内部上侧面和下侧面，各设置有一组腔体加热器；所述真空腔体右侧面设置有真空接口，所述真空接口通过管道与真空机械泵、分子泵连通，所述真空腔体的双层结构通过管道与冷热水控制箱连通，所述真空腔体底面开设有气体接口，所述气体接口与功能气体分配箱连通；所述电源系统包括靶材A电源柜、靶材B电源柜、靶材C电源柜、靶材D电源柜、HIPIMS电源柜、偏压电源柜、控制系统弱电柜、阳极电源；所述电源系统与所述操作控制器电气连接，所述操作控制器与所述四个UBM、HIPIMS、真空机械泵、分子泵、冷热水控制箱、功能气体分配箱、腔体加热器、三维旋转架驱动电机电气连接；所述前仓门外侧设置有上下料装置，所述上下料装置由上下料运输车和运输车轨道构成；所述电源系统集成为一体式电源柜，所述电源柜上方设置为操作控制器。