一種批量化類金剛石涂層鍍膜設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于真空鍍膜領(lǐng)域，具體地說是一種對各種導電材質(zhì)和絕緣材質(zhì)的工件內(nèi)外表面同時進行鍍膜的連續(xù)性等離子鍍膜設備。一種批量化類金剛石涂層鍍膜設備，包括DLC鍍膜室，DLC鍍膜室入口連接有進料室系統(tǒng)，DLC鍍膜室出口連接有出料室系統(tǒng)。本實用新型將類金剛石涂層鍍膜技術(shù)以單個腔體推廣至多個腔體，在操作流程上注重鍍膜前期緩沖和鍍膜后期冷卻緩沖，解決了鍍膜前期工件組裝、烘烤、表面清洗和后期工件的冷卻等問題，大量節(jié)約鍍膜時間，另外，鍍膜真空要求上實現(xiàn)了切換自如、抽速穩(wěn)定，該方案為成功將類金剛石涂層鍍膜技術(shù)實現(xiàn)批量化自動生產(chǎn)提供保障。
【專利說明】一種批量化類金剛石涂層鍍膜設備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于真空鍍膜領(lǐng)域，具體地說是ー種對各種導電材質(zhì)和絕緣材質(zhì)的エ件內(nèi)外表面同時進行鍍膜的連續(xù)性等離子鍍膜設備。
【背景技術(shù)】
[0002]類金剛石涂層鍍膜生產(chǎn)線是以等離子全方位離子沉積(Plasma Immersion 1nDeposition-PIID)技術(shù)為基礎(chǔ)在エ件表面涂覆超硬類金剛石涂層實現(xiàn)對エ件表面進行改性的技木。
[0003]PIID技術(shù)為等離子增強化學氣相沉積(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition-PECVD)技術(shù)的ー種。其基本原理是，在低真空氣氛下，帶正電的離子和活性基團在エ件表面沉積下來形成ー層非晶態(tài)的碳氫薄膜，即類金剛石涂層?；具^程如下:利用抽氣泵組將真空室氣壓抽至KT3Pa以下，并對真空室內(nèi)壁進行烘烤，烘烤完畢后向真空室內(nèi)充入惰性氣體，如碳氫氣體，達到工作氣壓后，在エ件上施加偏壓，由于施加的是負偏壓，エ件上聚集的自由電子在真空狀態(tài)下從其表面逃逸出來，電子受到真空壁的吸引而加速，在行進過程中與真空室內(nèi)的惰性氣體分子發(fā)生碰撞，造成氣體分子的電離，產(chǎn)生了惰性氣體的等離子體狀態(tài)。等離子體狀態(tài)是由帶正電的離子、活性基團、基態(tài)原子或分子組成的混合狀態(tài)。帶正電的惰性氣體離子受到エ件的吸引而加速，在加速過程中可能會與其他原子或離子發(fā)生多次碰撞，產(chǎn)生更多的等離子體，最終會有大量的惰性氣體離子轟擊到エ件表面，造成エ件表面的氧化物和雜質(zhì)被刻蝕，實現(xiàn)了エ件表面的等離子體清洗，與等離子清洗原理相似，エ件經(jīng)清洗完畢后，在不降低電壓的情況下，向真空內(nèi)直接充入碳氫氣體等，電子轟擊這些氣體分子將其電離，和惰性氣體不同的是，帶正電的這些離子轟擊到エ件表面，獲得電子后不會變成氣體脫離表面，而是以固態(tài)的形式直接沉積下來，形成了碳氫涂層，也就是類金剛石涂層，類金剛石涂層具有高的硬度，通常為金剛石的30%左右，HV3000，低的摩擦系數(shù)、好的耐腐蝕性能等特點。
[0004]在類金剛石涂層鍍膜技術(shù)向產(chǎn)業(yè)化推進的過程中，往往會遇到一些困難，如，次品率過高、批量化操作困難、鍍膜質(zhì)量重復性較低等問題。真空鍍膜實質(zhì)上是ー個體系工程，要想獲得理想的類金剛石涂層，要確保以下幾個關(guān)鍵因素:エ件表面前處理、鍍膜エ藝控制、夾具的設計與エ件裝夾技巧、氣體的流動性控制、人員操作的規(guī)范性等。其中的某個因素操作失誤或者欠缺則直接會影響鍍膜質(zhì)量，甚至導致鍍膜失敗。對于批量化鍍膜而言，其設備是由多個真空室組成，每個真空室都有著其獨特的功能，在鍍膜的每個環(huán)節(jié)必須嚴格按照操作執(zhí)行，才能確保鍍膜質(zhì)量的穩(wěn)定性。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供保證類金剛石涂層的高質(zhì)量和穩(wěn)定性的批量化類金剛石涂層鍍膜設備。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種批量化類金剛石涂層鍍膜設備，包括DLC鍍膜室，所述DLC鍍膜室入口連接有進料室系統(tǒng)，DLC鍍膜室出ロ連接有出料室系統(tǒng)。
[0007]優(yōu)選的，進料室系統(tǒng)包括進ロ室，所述進ロ室上連接有進ロ緩沖室，所述進ロ緩沖室上連接有進ロ傳送室。
[0008]優(yōu)選的，進ロ傳送室與DLC鍍膜室連接。
[0009]優(yōu)選的，出料室系統(tǒng)包括出口室，所述出口室上連接有出口緩沖室，所述出口緩沖室上連接有出口傳送室。
[0010]優(yōu)選的，出口傳送室與DLC鍍膜室連接。
[0011]優(yōu)選的，進ロ室、進ロ緩沖室、進ロ傳送室、出口室、出口緩沖室、出口傳送室上均設置有抽氣裝置。
[0012]優(yōu)選的，抽氣裝置為由機械泵、羅茨泵和渦輪分子泵組成的泵組。
[0013]本批量化類金剛石涂層鍍膜設備外形為總長16.Sm,寬2m，高2m的方形罐體，其中DLC鍍膜室長6m，其他進ロ室、進ロ緩沖室、進ロ傳送室、出口室、出口緩沖室、出口傳送室腔體長1.7m。
[0014]抽氣裝置為由機械泵、羅茨泵和渦輪分子泵組成的泵組，可以實現(xiàn)每個腔體真空獨立控制，并保證穩(wěn)定的抽速和均勻的氣壓分布。
[0015]采用上述技術(shù)方案的有益效果是:本實用新型將類金剛石涂層鍍膜技術(shù)以單個腔體推廣至多個腔體，在操作流程上注重鍍膜前期緩沖和鍍膜后期冷卻緩沖，解決了鍍膜前期エ件組裝、烘烤、表面清洗和后期エ件的冷卻等問題，大量節(jié)約鍍膜時間，另外，鍍膜真空要求上實現(xiàn)了切換自如、抽速穩(wěn)定，該方案為成功將類金剛石涂層鍍膜技術(shù)實現(xiàn)批量化自動生產(chǎn)提供保障。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型一種批量化類金剛石涂層鍍膜設備的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0017]其中，1、進ロ室，2、進ロ緩沖室，3、進ロ傳送室，4、DLC鍍膜室，5、出口傳送室，6、出ロ緩沖室，7、出口室，8、抽氣裝置，9、機械泵，10、羅茨泵，11、渦輪分子泵，81、一號泵組，82、二號泵組，83、三號泵組,84、四號泵組,85、五號泵組。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型的技術(shù)方案和結(jié)構(gòu)進行說明，以便于本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員理解。
[0019]如圖1所示，一種批量化類金剛石涂層鍍膜設備，包括DLC鍍膜室4，DLC鍍膜室4入口連接有進料室系統(tǒng)，DLC鍍膜室出口連接有出料室系統(tǒng)，進料室系統(tǒng)包括進ロ室1，進ロ室I上連接有進ロ緩沖室2，進ロ緩沖室2上連接有進ロ傳送室3，進ロ傳送室3與DLC鍍膜室4連接，出料室系統(tǒng)包括出ロ室7，出口室7上連接有出ロ緩沖室6，出ロ緩沖室6上連接有出ロ傳送室5，出口傳送室5與DLC鍍膜室4連接，進ロ室1、進ロ緩沖室2、進ロ傳送室3、出口室7、出ロ緩沖室6、出ロ傳送室5上均設置有抽氣裝置8，抽氣裝置8為由機械泵
9、羅茨泵10和渦輪分子泵11組成的泵組。
[0020]本批量化類金剛石涂層鍍膜設備外形為總長16.Sm,寬2m，高2m的方形罐體，其中DLC鍍膜室5長6m，其他進ロ室1、進ロ緩沖室1、進ロ傳送室2、出口室7、出口緩沖室6、出ロ傳送室5腔體長1.7m。
[0021]抽氣裝置為由機械泵9、羅茨泵11和渦輪分子泵10組成的泵組，可以實現(xiàn)每個腔體真空獨立控制，并保證穩(wěn)定的抽速和均勻的氣壓分布。
[0022]具體實施過程為:
[0023](I)開啟進ロ室I閥門，將エ件清洗干凈，安裝于進ロ室1，安裝完畢后，關(guān)閉進ロ室1，開啟一號泵組81，氣壓達到10_2Pa后開啟進ロ室I與進ロ緩沖室2之間的插板閥，エ件通過滑動導軌進入進ロ緩沖室2 ；
[0024](2)關(guān)閉進ロ室I與進ロ緩沖室2之間的插板閥，開啟二號泵組82，穩(wěn)定氣壓在10_2Pa，同時對進ロ室I放氣，重新裝エ件，重復(I)步驟；
[0025](3)開啟進ロ緩沖室2和進ロ傳送室3之間的插板閥，將エ件轉(zhuǎn)到進ロ傳送室3，同時關(guān)閉進ロ緩沖室2和進ロ傳送室3之間的插板閥，打開進ロ傳送室3與DLC鍍膜室4之間的閥門，將エ件轉(zhuǎn)到DLC鍍膜室4后關(guān)閉閥門，開啟三號泵組83，將氣壓抽到10_4Pa后，向DLC鍍膜室4充入Ar，并在エ件上加載負偏壓實現(xiàn)等離子清洗；
[0026](4)清洗完畢后，關(guān)閉Ar，充入甲烷或こ炔，在不改變參數(shù)下進行鍍膜；
[0027](5)鍍膜完成后，打開DLC鍍膜室4和出口傳送室5之間的插板閥，將エ件轉(zhuǎn)到出ロ傳送室5內(nèi)冷卻，同時將進ロ傳送室3的下ー批エ件轉(zhuǎn)到DLC鍍膜室4進行等離子清洗和鍍膜；
[0028](6)出ロ傳送室5內(nèi)鍍膜完成的エ件經(jīng)一段時間停留后大約30min，，直接進入出ロ緩沖室6，為了加速エ件的冷卻，向出ロ緩沖室6內(nèi)充入Ar或N2，在四號泵組84的工作下將エ件表面的熱量帶出，開啟五號泵組85，開啟出口緩沖室6與出口室7之間的插板閥，將エ件轉(zhuǎn)到出ロ室7，關(guān)閉出口緩沖室6與出口室7之間的插板閥，等エ件表面冷卻接近室溫室關(guān)閉五號泵組85的主閥,對出口室7放氣后取件,一批次鍍膜完成。
[0029]一種批量化類金剛石涂層鍍膜設備具有以下特點:
[0030](I)真空室罐體采用SUS316不銹鋼材質(zhì)，放氣量小；
[0031](2)真空室之間采用獨立的插板閥隔開，可以實現(xiàn)有效隔斷，穩(wěn)定エ藝氣體；
[0032](3)真空室之間采用傳動磁導向，保障傳動的穩(wěn)定性。整條生產(chǎn)線的各段速度采用變頻調(diào)速電機驅(qū)動，運行速度可調(diào)節(jié)；
[0033](4)采用不銹鋼鎧裝加熱裝置，最高溫度為245°C，控制穩(wěn)定度為士 5°C，可以有效去除真空室內(nèi)壁的殘余氣體；
[0034](5)觸摸屏與PLC自動控制，系統(tǒng)能實現(xiàn)人、機對話，及時對生產(chǎn)過程進行必要干預。運行過程有報警提示和故障顯示，故障顯示能提示操作人員正確的操作和排故。
[0035]上述結(jié)合附圖對實用新型進行了示例性描述，顯然本實用新型具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的這種非實質(zhì)改進，或未經(jīng)改進將實用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應用于其他場合的，均在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種批量化類金剛石涂層鍍膜設備，其特征在于:包括DLC鍍膜室，所述DLC鍍膜室入口連接有進料室系統(tǒng)，DLC鍍膜室出ロ連接有出料室系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種批量化類金剛石涂層鍍膜設備，其特征在于:所述進料室系統(tǒng)包括進ロ室，所述進ロ室上連接有進ロ緩沖室，所述進ロ緩沖室上連接有進ロ傳送室。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種批量化類金剛石涂層鍍膜設備，其特征在于:所述進ロ傳送室與DLC鍍膜室連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種批量化類金剛石涂層鍍膜設備，其特征在于:所述出料室系統(tǒng)包括出口室，所述出口室上連接有出ロ緩沖室，所述出口緩沖室上連接有出ロ傳送室。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種批量化類金剛石涂層鍍膜設備，其特征在于:所述出口傳送室與DLC鍍膜室連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的ー種批量化類金剛石涂層鍍膜設備，其特征在于:所述進ロ室、進ロ緩沖室、進ロ傳送室、出口室、出口緩沖室、出ロ傳送室上均設置有抽氣裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的ー種批量化類金剛石涂層鍍膜設備，其特征在于:所述抽氣裝置為由機械泵、羅茨泵和渦輪分子泵組成的泵組。
【文檔編號】C23C16/54GK203411606SQ201320465181
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月1日
【發(fā)明者】李燦民, 陶滿, 陶圣全 申請人:合肥永信等離子技術(shù)有限公司