El proceso de recubrimiento iónico mediante fuente de arco catódico es básicamente el mismo que el de otras tecnologías de recubrimiento, y algunas operaciones, como la instalación de las piezas y el aspirado, ya no se repiten.
1. Limpieza por bombardeo de piezas de trabajo
Antes del recubrimiento, se introduce gas argón en la cámara de recubrimiento con un vacío de 2×10⁻² Pa.
Encienda la fuente de alimentación con polarización por pulsos, con un ciclo de trabajo del 20 % y una polarización de la pieza de trabajo de 800-1000 V.
Al encenderse el arco eléctrico, se genera una descarga de arco de campo frío que emite una gran cantidad de corriente de electrones y de iones de titanio desde la fuente del arco, formando un plasma de alta densidad. Los iones de titanio aceleran su inyección en la pieza de trabajo bajo la alta presión negativa aplicada a la misma, bombardeando y pulverizando los gases residuales y contaminantes adsorbidos en la superficie de la pieza, limpiándola y purificándola. Al mismo tiempo, el gas cloro en la cámara de recubrimiento se ioniza por los electrones, y los iones de argón aceleran el bombardeo de la superficie de la pieza.
Por lo tanto, el efecto de limpieza por bombardeo es bueno. Con solo aproximadamente 1 minuto de limpieza por bombardeo, se puede limpiar la pieza de trabajo; este proceso se denomina "bombardeo de arco principal". Debido a la alta masa de iones de titanio, si se utiliza una fuente de arco pequeña para bombardear y limpiar la pieza de trabajo durante demasiado tiempo, la temperatura de la pieza tiende a sobrecalentarse y el filo de la herramienta puede ablandarse. En la producción general, las fuentes de arco pequeñas se encienden una a una de arriba hacia abajo, y cada fuente de arco pequeña tiene un tiempo de limpieza por bombardeo de aproximadamente 1 minuto.
(1) Recubrimiento de la capa inferior de titanio
Para mejorar la adhesión entre la película y el sustrato, se suele aplicar una capa de sustrato de titanio puro antes de recubrir con nitruro de titanio. Se ajusta el nivel de vacío a 5×10⁻²-3×10⁻¹Pa, se ajusta la tensión de polarización de la pieza de trabajo a 400-500V y se ajusta el ciclo de trabajo de la fuente de alimentación de polarización pulsada a 40%~50%. Se siguen encendiendo pequeñas fuentes de arco una por una para generar una descarga de arco de campo frío. Debido a la disminución de la tensión de polarización negativa de la pieza de trabajo, la energía de los iones de titanio disminuye. Después de llegar a la pieza de trabajo, el efecto de pulverización catódica es menor que el efecto de deposición, y se forma una capa de transición de titanio en la pieza de trabajo para mejorar la fuerza de unión entre la capa de película dura de nitruro de titanio y el sustrato. Este proceso también es el proceso de calentamiento de la pieza de trabajo. Cuando el objetivo de titanio puro se descarga, la luz en el plasma es azul celeste.
1. Recubrimiento de película dura de tazón amoniado
Ajuste el grado de vacío a 3×10-1-5Pa, ajuste el voltaje de polarización de la pieza de trabajo a 100-200V y ajuste el ciclo de trabajo de la fuente de alimentación de polarización pulsada al 70%~80%. Después de introducir nitrógeno, el titanio reacciona con el plasma de descarga de arco para depositar una película dura de nitruro de titanio. En este punto, la luz del plasma en la cámara de vacío es de color rojo cereza. Si C2H2, O2, etc., se introducen TiCN, TiO2, etc. se pueden obtener capas de película.
–Este artículo fue publicado por Guangdong Zhenhua, unafabricante de máquinas de recubrimiento al vacío
Fecha de publicación: 1 de junio de 2023