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、ワークピースの設置や真空引きなどの一部の作業は繰り返されない。

1. 工作物の爆撃洗浄

コーティング前に、2×10⁻²Paの真空状態でアルゴンガスをコーティングチャンバー内に導入する。

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800～1000Vに設定します。

アーク電源がオンになると、冷電界アーク放電が発生し、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によってワークピースへの注入が加速され、ワー​​クピース表面に吸着した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、コーティングチャンバー内の塩素ガスが電子によってイオン化され、アルゴンイオンがワークピース表面への衝撃を加速します。

したがって、衝撃洗浄効果は良好です。わずか約1分間の衝撃洗浄でワークピースを洗浄でき、これを「主アーク衝撃洗浄」と呼びます。チタンイオンは質量が大きいため、小型アーク源を用いてワークピースを長時間衝撃洗浄すると、ワークピースの温度が過熱しやすく、工具の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へ順に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

フィルムと基板間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、ワークピースのバイアス電圧を 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。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生成します。ワークピースの負の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。ワークピースに到達した後、スパッタリング効果は堆積効果よりも小さくなり、ワークピース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間の結合力が向上します。このプロセスは、ワークピース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されると、プラズマ内の光は青緑色になります。

1. アンモニア処理されたボウルの硬質皮膜コーティング

真空度を3×10に調整する^-1-5Pa、ワークピースバイアス電圧を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。窒素導入後、チタンはアーク放電プラズマと結合反応して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鮮やかな赤色になります。C₂H₂、O₂TiCN、TiOなどが導入されています。₂などといったフィルム層が得られる。

–この記事は広東振華によって公開されました。真空コーティング機メーカー