在真空离子镀膜中,尤其对于多弧离子镀膜,无论是装饰镀还是工具镀,轰偏电源的好坏对于成膜质量都起着非常关键的作用。装饰镀和工具镀对膜层质量的要求有相同之处又各有侧重。

装饰镀要求:

  • 较好的结合力。

  • 极好的光洁度,膜层致密性,防腐蚀性。

  • 工件表面不允许有任何一点放电缺陷存在.

工具镀要求:

  • 极好的结合力。

  • 好的膜层致密性,结晶完整性。

  • 工件表面尽量避免放电缺陷存在。

这些对膜层的要求决定了我们对设备硬件的要求和工艺参数的选定。只有良好的硬件设备性能才能满足各项工艺参数的要求。轰偏电源对离子镀膜质量有以下影响。

1,膜层与基体的结合力:

我们希望膜层与基体的结合力越牢固越好,但通常膜层与基体不具有相容性,并不能自然结合。因此,我们要在膜层与基体之间生成一层与二者均相容的过渡金属层,以便于膜层与基体结合。通过镀膜设备上的轰偏电源,我们可在工件上加上高的偏压,使金属离子以较大的能量轰击工件表面,在工件表面形成一个过渡金属渗入工件表面的混合金属渗入层,这个过程称为主弧轰击。主弧轰击对于工具镀和装饰镀都很重要,但对工具镀更重要。因为工具镀要求工具经镀膜加工后能提高使用寿命,提高加工效率,减少刀具磨损量,提高刀具适应不同加工条件的能力。因此,膜层在使用中首先是决不能脱落。所以,工具镀要求主弧轰击的电压要尽可能高,最低也要达到有负载时1000V。

2,膜层的光洁度,膜层致密性,防腐蚀性,结晶完整性:

膜层的这几个性能其实都是关于膜层的结晶完整性的,在我们选定了一种涂层后,要使膜层充分按照其自身的晶体状态沿工件表面成长,并不断消除成长中的缺陷,最终形成完整的结晶态,才能产生我们所需要的性能。而一个结晶充分完整的膜层也是光亮而致密的,无孔隙而具有防腐性的。但在实际镀膜过程中,结晶过程中会伴随着缺陷的产生,因此,我们在镀膜过程中给工件加一个适当的偏压.镀膜时的偏压在一定范围内最佳。

3,工件表面放电:

在多弧离子镀中,工件上有负偏压后,往往由于工件表面的毛刺或一些地方未清洗干净,造成工件表面局部电弧放电而烧坏工件表面。因而,我们要求偏压电源能够在工件表面电弧产生的一开始就检测到电弧,然后迅速切断电源输出电压,使电弧熄灭,然后再自动恢复电压。我们要求这个切断和恢复的过程越快越好,以保证电弧不对工件表面产生严重损伤。对于装饰镀这一要求尤其重要。因为,装饰镀要求漂亮的外观,而任何一点细致的缺陷都会造成对膜层整体美观的严重破坏。此外,偏压还有提高绕射性,提高沉积速率等作用。

综上所述,我们要求轰偏电源应有以下优良性能:

  • 能够提供很高的空载电压和带载电压,并且电压可在大范围内调节。

  • 可以提供足够大的功率,供满炉生产使用。

  • 能够快速检测工件电弧的产生,并能快速切断和恢复偏压。

轰偏电源是一个直流电源,当其空载时(即真空室中无离子),工件上有电压,无电流。当真空室中有离子产生后,由于工件表面具有负电位,将吸引正离子,从而形成电流。其电压,电流与工件表面积(即满炉程度),真空室中离子数目的多少等有关。其关系如下:当电压一定,真空室中离子数一定,工件表面积总和越大,则电流越大。当电压一定,工件表面积一定,真空室中离子数越多,则电流越大。当工件表面积一定,真空室中离子数一定,偏压越高,则电流越大。因此,我们应当根据:

  • 真空炉的大小(即可装载的最大工件量)

  • 电弧蒸发源使用的多少(即炉内的离子总数量)

  • 应用方向(即用于工具镀还是装饰镀)

以上几个方面来选择所需使用的轰偏电源的功率要求,耐压要求,切断恢复速度的要求。实践表明,以同样的轰偏电源用于不同用途的设备是有具大技术缺陷的,如工具镀和装饰镀用同一电源.SINOARC从事轰偏电源的设计和制造已有十几年的历史,所生产的SA系列轰偏电源克服了困扰镀膜厂多年的种种缺点,尤其在工具镀方面有质的突破,产品已销往美国.下面,我们针对目前市场上最流行的4-6弧和8-14弧型多弧离子镀膜机所使用的其它轰偏电源和SA轰偏电源进行比较.

工作条件 SA轰偏电源 其它轰偏电源
装饰镀 工具镀 装饰镀 工具镀
空载电压 1500V 1000V
满炉主弧轰击 可在打开全部电弧源条件下达到所需电压 可在打开全部电弧源条件下达到满炉1000V 可在最多开一半电弧源条件下达到所需电压 满炉完全无法使用只可在装半炉条件下,开一半电弧源最高可到有载800V
镀膜 可在打开全部电弧源条件下达到所需电压 可在打开全部电弧源并可达到满炉所需电流 可在打开全部电弧源条件下勉强达到所需电压 往往无法达到满炉所需电流
保护速度 缓慢,有时无法断开
其它   镀膜速度提高    

可以看出,SA系列轰偏电源的优势明显。这是因为新型电源在设计时从原理上和元器件上均采用了近几年国际最新相关技术,具有足够的安全余量,可靠性和可扩展性,不仅克服了国内传统电源的局限性,还达到国际水准,使镀膜工艺的开发者有更大范围的选择,能够用中国制造的设备开发出更多更好的膜层

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大功率偏压电源

 

 

 

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

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