CN103484828A - 应用非平衡磁控溅射技术在纺纱钢领上镀铬的方法 - Google Patents

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姚建平
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Abstract

本发明涉及一种应用非平衡磁控溅射技术在纺纱钢领上镀铬的方法：待镀钢领放在真空室内旋转工夹架上，偏压电流电源加在工夹架上及真空室外壁上，纯金属铬块放置在非平衡磁控溅射靶上，非平衡磁控溅射靶连接中频电源，通电后，真空室内的混合气体产生各种气体的等离子体，参加各种物理、化学反应，纯金属铬块的表面出现明亮的弧斑，电流密度达到一定程度后，纯金属铬蒸发气化成等离子体，按磁场中的磁力线向外扩散，这些被溅射出来的铬离子沉积在待镀钢领的表面，随时间增加，而形成镀铬层。本发明的有益效果是：本方法没有有害化学品，没有废液、废气、废渣产生，非常环保。大大提高了钢领的使用寿命，使纺纱稳定性延长，可提高产品的产量和质量。

Description

应用非平衡磁控溅射技术在纺纱钢领上镀铬的方法
技术领域
本发明属于纺织设备技术领域，具体涉及一种应用非平衡磁控溅射技术在纺纱钢领上镀铬的方法。
背景技术
我国是纺织生产大国，拥有环锭细纱机锭数1亿多，其数量居世界第1位。环锭纺的“环”即指钢领，钢领是环锭纺纱机加捻和卷绕的关键元件。钢丝圈在钢领上以15kr／min的速度一天24h连续不停地干摩擦运转，二者的配合效果对高速纺纱生产和产品质量影响很大，因此，提高钢领的使用寿命，研制超高速钢领是迫切需要纺织行业研究和探索的。
国产钢领由于制造精度差，平行度和圆整度差，若采用轧光工艺，经C-N共渗热处理后钢领变形就更大，一般使用3个月后须拆下回磨，使用8～12个月后必须进行更新，寿命很短，纺纱质量也较差。后来采用的镀铬钢领，虽然使用寿命延长一倍，但是，其晶粒粗大，摩擦因数大，纺纱中容易造成断头，又因环保要求的限制未得到广泛应用。
瑞士布雷克(BRACKER)生产的钢领，采用优良100Cr6轴承钢材质，表面有一层纳米级铬合金镀层，其抗热性能佳、抗氧化性能好，连续使用3a～5a，使用期间不需回磨，材料组织易得到纳米级晶粒，产品具有较小的表面粗糙度值，使得表面的摩擦因数减小，能获得良好、稳定的气圈形态，纺出优级纱，受到国内纺纱企业的欢迎，但价格约为国产钢领的10倍～20倍。
因此，提高国内钢领的质量和性能，延长钢领的使用寿命，同时又不给企业在资金上造成负担，才是目前纺织行业要解决的关键问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种应用非平衡磁控溅射技术在纺纱钢领上镀铬的方法，采用磁控溅射技术在纺纱钢领上镀一层铬，赋予钢领表面耐磨、耐腐蚀、耐热、耐疲劳等特殊性能，来提高钢领的使用寿命。
一种应用非平衡磁控溅射技术在纺纱钢领上镀铬的方法，
待镀钢领放在真空室内旋转工夹架上，偏压电流电源加在工夹架上及真空室外壁上，纯金属铬块放置在非平衡磁控溅射靶上，非平衡磁控溅射靶连接中频电源，通电后，真空室内的混合气体产生各种气体的等离子体，参加各种物理、化学反应，纯金属铬块的表面出现明亮的弧斑，达到电流密度后，纯金属铬蒸发气化成等离子体，按磁场中的磁力线向外扩散，这些被溅射出来的铬离子沉积在待镀钢领的表面，随时间增加，而形成镀铬层。
进一步地，所述非平衡磁控溅射靶有四个；
进一步地，所述真空室内的真空度为6×10-3Pa；
进一步地，所述真空室内的气体为N2、Ar、C2H2、O2的混合气体；
进一步地，所述中频电源的电流10A～100A，电压10V～20V；
进一步地，所述电流密度为105A／cm2～107A／cm2。
本发明具有的有益效果是：本镀铬方法没有有害化学品，没有废液、废气、废渣产生，不会对环境和人体产生危害，非常环保。镀铬后，大大提高了钢领的使用寿命，同时由于钢领表面摩擦因数小且运行稳定，使纺纱稳定性延长，有利于纺纱厂提高产品的产量和质量。本镀铬方法，3.5h内可加工500只～1000只钢领，加工效率高并且耗电少，加工成本低。
具体实施方式
为了进一步理解本发明的优点，下面通过具体的实施例来说明本发明的功效。
一种应用非平衡磁控溅射技术在纺纱钢领上镀铬的方法，具体为：
待镀钢领放在真空室内旋转工夹架上，偏压电流电源加在工夹架上及真空室外壁上，纯金属铬块放置在非平衡磁控溅射靶上，非平衡磁控溅射靶连接中频电源，通电后，真空室内的混合气体产生各种气体的等离子体，参加各种物理、化学反应，纯金属铬块的表面出现明亮的弧斑，电流密度达到一定程度后，纯金属铬蒸发气化成等离子体，按磁场中的磁力线向外扩散，这些被溅射出来的铬离子沉积在待镀钢领的表面，随时间增加，而形成镀铬层。
真空室与由扩散泵、叶片式旋转式真空泵以及萝茨鼓风机所组成的抽真空系统协作，保证真空室完成工艺要求的真空度，进气系统由等气体以及自动控制进气的质量流量计等所组成，以满足工艺要求所需要的保护气体和工作气体。
非平衡磁控溅射靶一共有四个，每两个靶分别连接40kHz的中频电源两极，真空室内的真空度为6×10-3Pa，真空室内的气体为N2、Ar、C2H2、O2组成的混合气体，通电后的电流可达到10A～100A，电压10V～20V，可使真空室内的气体产生等离子体，当电流密度达到105A／cm2～107A／cm2时，纯金属铬蒸发气化成等离子体。
本镀铬方法没有有害化学品，没有废液、废气、废渣产生，不会对环境和人体产生危害，非常环保。镀铬后，大大提高了钢领的使用寿命，同时由于钢领表面摩擦因数小且运行稳定，使纺纱稳定性延长，有利于纺纱厂提高产品的产量和质量。本镀铬方法，3.5h内可加工500只～1000只钢领，加工效率高并且耗电少，加工成本低。
综上所述，以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (6)

1.一种应用非平衡磁控溅射技术在纺纱钢领上镀铬的方法，其特征在于，待镀钢领放在真空室内旋转工夹架上，偏压电流电源加在工夹架上及真空室外壁上，纯金属铬块放置在非平衡磁控溅射靶上，非平衡磁控溅射靶连接中频电源，通电后，真空室内的混合气体产生各种气体的等离子体，参加各种物理、化学反应，纯金属铬块的表面出现明亮的弧斑，达到电流密度后，纯金属铬蒸发气化成等离子体，按磁场中的磁力线向外扩散，这些被溅射出来的铬离子沉积在待镀钢领的表面，随时间增加，而形成镀铬层。
2.根据权利要求1所述的应用非平衡磁控溅射技术在纺纱钢领上镀铬的方法，其特征在于，所述非平衡磁控溅射靶有四个。
3.根据权利要求1所述的应用非平衡磁控溅射技术在纺纱钢领上镀铬的方法，其特征在于，所述真空室内的真空度为6×10-3Pa。
4.根据权利要求1所述的应用非平衡磁控溅射技术在纺纱钢领上镀铬的方法，其特征在于，所述真空室内的气体为N2、Ar、C2H2、O2的混合气体。
5.根据权利要求1所述的应用非平衡磁控溅射技术在纺纱钢领上镀铬的方法，其特征在于，所述中频电源的电流10A～100A，电压10V～20V。
6.根据权利要求1所述的应用非平衡磁控溅射技术在纺纱钢领上镀铬的方法，其特征在于，所述电流密度为105A／cm2～107A／cm2。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105803412A (zh) * 2016-05-14 2016-07-27 上海海鹰机械厂 空速管表面的pvd镀层及其制备方法
CN110079777A (zh) * 2019-06-04 2019-08-02 四川维益电力金具有限公司 一种在球阀圆头表面制备Cr涂层的方法

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张一鸣等: ""应用非平衡磁控溅射技术在纺纱钢领上镀铬"", 《纺织器材》 *

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