小型アーク源イオンコーティングのプロセス

陰極アーク源イオンコーティングのプロセスは基本的に他のコーティング技術と同じであり、ワークピースの取り付けや真空引きなどの一部の操作は繰り返されません。

1.ワークピースの衝撃洗浄

コーティング前にアルゴンガスを2×10-2Paの真空状態でコーティングチャンバー内に導入します。

パルスバイアス電源をオンにし、デューティサイクルを 20%、ワークピースバイアスを 800 ～ 1000 V にします。

アーク電源を投入すると、冷電界アーク光放電が発生し、アーク源から大量の電子電流とチタンイオン電流が放出され、高密度プラズマが形成されます。チタンイオンは、ワークピースに印加される負の高バイアス圧力下でワークピースへの注入を加速し、ワークピース表面に吸着している残留ガスや汚染物質を衝撃・スパッタリングし、ワークピース表面を洗浄・浄化します。同時に、コーティング室内の塩素ガスは電子によってイオン化され、アルゴンイオンはワークピース表面への衝撃を加速します。

そのため、衝撃洗浄効果は良好です。約1分間の衝撃洗浄でワークを洗浄することができ、これを「メインアーク衝撃」と呼びます。チタンイオンの質量が大きいため、小型アーク源を使用してワークを長時間衝撃洗浄すると、ワークの温度が過熱しやすく、工具刃先が軟化する可能性があります。一般的な生産工程では、小型アーク源を上から下まで1つずつオンにし、各小型アーク源の衝撃洗浄時間は約1分です。

（1）チタン下層コーティング

膜と基板の密着性を向上させるため、通常は窒化チタンをコーティングする前に純チタン基板の層をコーティングします。真空度を5×10-2～3×10-1Paに調整し、ワークバイアス電圧を400～500Vに調整し、パルスバイアス電源のデューティサイクルを40％～50％に調整します。さらに、小さなアーク源を1つずつ点火して、冷電界アーク放電を発生させます。ワークの負バイアス電圧が低下するため、チタンイオンのエネルギーが低下します。ワークに到達した後、スパッタリング効果は堆積効果よりも小さくなり、ワーク上にチタン遷移層が形成され、窒化チタン硬質膜層と基板との結合力が向上します。このプロセスは、ワークを加熱するプロセスでもあります。純チタンターゲットが放電すると、プラズマ中の光は紺碧になります。

1.アンモニア処理ボウルハードフィルムコーティング

真空度を3×10に調整します^-1-5Paの真空下で、ワークバイアス電圧を100～200Vに調整し、パルスバイアス電源のデューティサイクルを70%～80%に調整します。窒素を導入した後、チタンはアーク放電プラズマと結合反応を起こし、窒化チタン硬質膜を形成します。この時点で、真空チャンバー内のプラズマの光はチェリーレッド色になります。C₂H₂、O₂などが導入され、TiCN、TiO₂等のフィルム層が得られる。

–この記事は、広東振華社から発表されたものです。真空コーティング機メーカー