[发明专利]磁控溅射与多弧离子镀复合式真空镀膜方法

摘要

一种磁控溅射与多弧离子镀复合式真空镀膜方法，其特征在于该方法利用磁控溅射与多弧离子镀复合式真空镀膜机，采取磁控溅射镀镍与多弧离子镀镀铬的复合式真空镀膜方法，包括预处理、装炉与离子轰击、镀制镍膜层、镀制铬膜层、出炉与后处理和停机六个步骤，在铜基底上镀制镍铬复合膜，能够实现被镀工件一次装炉完成镀制镍、铬两种膜层。本发明方法镀制的产品满足铜制水暖件防腐耐磨涂层的要求，可以替代传统的水电镀，消除由此带来的环境污染问题。本发明可以实现批量化、高效率、无环境污染的生产加工。

主权项

1.一种磁控溅射与多弧离子镀复合式真空镀膜方法，其特征在于该方法采用磁控溅射与多弧离子镀复合式真空镀膜机，在铜基底上采用磁控溅射镀镍和多弧离子镀镀铬来镀制镍铬复合膜，其镀制过程包括以下步骤：(1)预处理：待镀件依次用清水清洗，然后在丙酮中超声波清洗清除有机污染物，再用超声波去离子水清洗去除残余丙酮，最后用无水乙醇清洗后烘干；(2)装炉与离子轰击：1)打开总电源、冷却水、工控机和气瓶，开启维持用机械泵，同时联通扩散泵电源对其预热0.5～1.5h；2)对真空室放气后打开真空室门；3)将清洗好的工件装到工件架上，再将工件架挂到真空室内部的工件架转盘上，然后关闭真空室门；4)打开粗抽泵和预抽阀，对真空室抽真空，当气压达到1Pa以下时，关闭预抽阀和粗抽泵，打开扩散泵上面的主阀，对真空室抽真空，直至真空室内的压力低于本底真空2.5×10-3Pa；5)关小抽气阀开度，打开质量流量计开关和进气阀，向真空室内充入工作气体氩气，调节质量流量计的流量，使气压调节到0.5～5Pa范围内；6)，打开负偏压电源，将负偏压调至500～1000V范围，对工件进行离子轰击辉光清洗，同时启动加热器对待镀件烘烤加热；7)当工件温度达到200～500℃且离子清洗完毕后，关闭加热器电源和质量流量计，打开抽气阀，继续抽真空至2.5×10-2Pa；(3)镀制镍膜层：关小抽气阀开度，打开质量流量计，再向真空室充入Ar气，调节质量流量计的流量，至磁控溅射镀膜所需工作压力0.05～5Pa范围，开启磁控溅射靶挡板，打开磁控溅射电源，逐渐加大电压，直至起辉，待起辉稳定后，将工件架旋转，调解溅射电压与电流值，电压范围-225～-475V，电流0.05～0.5A，同时打开负偏压电源，调至所需电压值0～-250V，进行镀膜，当膜层达到预定厚度或达到设定的镀膜时间后，镀膜结束，关闭磁控溅射靶电源和磁控溅射靶挡板；(4)镀制铬膜层：再次调节质量流量计的流量，使真空室压力达到电弧镀所需工作压力0.1～5Pa范围，打开多弧电源进行引弧，开启电弧靶挡板，将电压、电流调到合适范围(10～20V，20～200A)，同时打开负偏压电源，调至所需电压值-100～-300V，进行镀膜，工作时转动工件架，当膜层达到预定厚度或达到设定的镀膜时间后，镀膜结束，关闭电弧靶挡板和电弧靶电源；(5)出炉与后处理：关闭抽气阀，对真空室体充入氮气或干燥空气，控制压力在103Pa以下，为工件降温至80℃以下，真空室放大气后开门，工件出炉、下架、检验、包装，本批次工件镀膜工艺流程结束，转回步骤(2)进入下一批次工件的加工流程或转向步骤(6)；(6)停机：关闭真空室门，开预抽机械泵和预抽阀，对真空室抽真空至20Pa以下时，关闭预抽阀和真空计，同时关扩散泵电源，扩散泵的水冷系统需待扩散泵冷却后停水，然后关闭制冷机、充气瓶、总电源，工作结束。