CN111197156B - 一种多弧型带材真空连续镀膜系统 - Google Patents

一种多弧型带材真空连续镀膜系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种多弧型带材真空连续镀膜系统，该镀膜系统用于卷绕带材的镀膜，所述镀膜系统包括真空室，所述真空室中设置有入口真空锁、电子枪、第一导向轮、滚轮、第二导向轮、移动杆、密封板、多弧离子源、第一真空镀膜仓、第二真空镀膜仓与出口真空锁，所述带材依次穿过所述入口真空锁、第一导向轮、通气口、第一真空镀膜仓或第二真空镀膜仓、滚轮、通气口、第二导向轮与出口真空锁，所述第一真空镀膜仓与第二真空镀膜仓交替用于带材真空镀膜，从而实现连续镀膜。本发明的多弧型带材真空连续镀膜系统通过两个真空镀膜仓交替工作方式以实现真正地真空连续镀膜。

Description

一种多弧型带材真空连续镀膜系统
技术领域
本发明属于真空镀膜技术领域，具体涉及一种多弧型带材真空连续镀膜系统。
背景技术
为增加金属基材的耐磨损、耐腐蚀性能及改善金属表面的美观，会在金属基材表面镀一层耐磨损、耐腐蚀的贵重金属膜，如钛、钴、金等，或者镀一层贵重金属的碳化物或氮化物。
近几十年来，采用真空多弧离子镀膜，成为金属镀膜的重要技术。多弧离子镀已有50多年的技术历史，可用于镀异形件与板材。由于多弧真空离子镀膜技术是无污染，膜层牢固美观，所以得到广泛应用，但是现在真空镀膜系统是在一个真空炉中，把待镀工件挂置于真空炉内，在真空炉内完成抽真空、离子发射等程序。其中，目前的真空连续镀膜技术主要采用单炉式设计，由于不同工艺每炉次需要20-100分钟。其中，采用电弧阴极蒸发的方式简称多弧源。正常情况下，多弧源工作一段时间后是需要检修、调整、更换靶材(多弧靶)，因此一般多弧镀不能实现真正的连续镀膜。以镀钛金板为例，都是每炉多少片，每片尺寸多大。
因此，对于现有镀膜方式有待于做进一步的改进。
发明内容
本发明之目的提供了一种多弧型带材真空连续镀膜系统，其通过两个真空镀膜仓交替工作方式以实现真正地真空连续镀膜。
本发明提供一种多弧型带材真空连续镀膜系统，该镀膜系统用于卷绕带材的镀膜，所述镀膜系统包括真空室，所述真空室中设置有入口真空锁、电子枪、第一导向轮、滚轮、第二导向轮、移动杆、密封板、多弧离子源、第一真空镀膜仓、第二真空镀膜仓与出口真空锁，
所述入口真空锁与所述出口真空锁用于穿过所述带材；
所述电子枪在所述带材穿过所述入口真空锁之后对所述带材进行加热；
所述导向轮与滚轮用于引导所述带材在所述真空镀膜仓内移动；
所述移动杆底端与所述滚轮中心轴固定连接，所述密封板上侧通过固定件与所述滚轮固定连接，所述移动杆上下移动带动所述密封板移动从而密封或打开所述第一真空镀膜仓或第二真空镀膜仓上方的通气口；
所述第一真空镀膜仓与第二真空镀膜仓内均设置有多个所述多弧离子源，所述第一真空镀膜仓与第二真空镀膜仓上的所述通气口上方两侧分别对称设置有所述第一导向轮和第二导向轮；
所述带材依次穿过所述入口真空锁、第一导向轮、通气口、第一真空镀膜仓或第二真空镀膜仓、滚轮、通气口、第二导向轮与出口真空锁，所述第一真空镀膜仓与第二真空镀膜仓交替用于带材真空镀膜，从而实现连续镀膜；
在镀膜过程中，所述带材一直处于所述滚轮与所述密封板之间。
优选地，所述第一真空镀膜仓与第二真空镀膜仓上的所述通气口上方两侧分别对称设置的所述第一导向轮和第二导向轮处于同一水平线上。
优选地，所述移动杆由外界动力装置带动上下移动。
优选地，所述第一真空镀膜仓与第二真空镀膜仓上的所述通气口上方两侧均对称设置有一个所述第一导向轮和一个所述第二导向轮。
优选地，所述滚轮围绕中心轴转动，所述第一导向轮和第二导向轮由外界动力装置控制其转动，所述第一导向轮和第二导向轮的转动带动所述滚轮转动。
优选地，所述第一真空镀膜仓或所述第二真空镀膜仓真空镀膜时的真空度维持在10-2—1Pa。
优选地，所述第一真空镀膜仓或所述第二真空镀膜仓为立式真空仓，所述第一真空镀膜仓或所述第二真空镀膜仓结构相同，第一真空镀膜仓或所述第二真空镀膜仓的左右侧壁上设置有多个所述多弧离子源。
优选地，所述固定件选用和所述移动杆相同的材质。
优选地，在所述第一真空镀膜仓镀膜过程中，所述第二真空镀膜仓处于检修、调整或更换靶材状态，此时所述带材依次穿过所述入口真空锁、第一导向轮、通气口、第一真空镀膜仓、滚轮、通气口、第二导向轮、第一导向轮、第二导向轮与出口真空锁，从而实现连续镀膜。
优选地，在所述第二真空镀膜仓镀膜过程中，所述第一真空镀膜仓处于检修、调整或更换靶材状态，此时所述带材依次穿过所述入口真空锁、第一导向轮、第二导向轮、第一导向轮、通气口、滚轮、通气口、第二导向轮与出口真空锁，从而实现连续镀膜。
本发明的多弧型带材真空连续镀膜系统相对于现有技术具有以下有益技术效果：
1、本发明的多弧型带材真空连续镀膜系统可以实现真正连续运行的多弧型带材连续离子镀技术，在其中一个真空镀膜仓中离子镀，同时对另一个真空镀膜仓进行设备检修、调整或更换多弧靶等步骤，从而实现整个镀膜系统既处于工作状态下同时又可以进行维护、检修、调整或进行更换靶材。
2、本发明的多弧型带材真空连续镀膜系统采用前后两个相同的真空镀膜仓，一个真空镀膜仓运行，另一个真空镀膜仓检修，前后两个真空镀膜仓交替工作，处于及检修状态的真空镀膜仓经过充气、检修、抽真空、待真空镀膜等状态。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅用于解释本发明的构思。
图1为本发明的多弧型带材真空连续镀膜系统的结构示意图。
附图标记汇总：
1、入口真空锁 2、电子枪 3、第一导向轮
4、滚轮 5、第二导向轮 6、移动杆
7、密封板 8、多弧离子源 9、第一真空镀膜仓
10、第二真空镀膜仓 11、出口真空锁 12、固定件
13、通气口
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
本发明的实施例的目的旨在克服现有技术存在的不足和缺陷，本发明提供一种多弧型带材真空连续镀膜系统，该镀膜系统用于卷绕带材的镀膜，镀膜系统包括真空室，真空室中设置有入口真空锁1、电子枪2、第一导向轮3、滚轮4、第二导向轮5、移动杆6、密封板7、多弧离子源8、第一真空镀膜仓9、第二真空镀膜仓10与出口真空锁11。其中，入口真空锁1与出口真空锁11用于穿过带材；电子枪2在带材穿过入口真空锁1之后对带材进行加热；导向轮3、5与滚轮4用于引导带材在真空镀膜仓内移动；移动杆6底端与滚轮4中心轴固定连接，密封板7上侧通过固定件12与滚轮4固定连接，移动杆6上下移动带动密封板7移动从而密封或打开第一真空镀膜仓9或第二真空镀膜仓10上方的通气口13；第一真空镀膜仓9与第二真空镀膜仓10内均设置有多个多弧离子源8，第一真空镀膜仓9与第二真空镀膜仓10上的通气口13上方两侧分别对称设置有第一导向轮3和第二导向轮5。
在将带材进行镀膜过程中，带材依次穿过入口真空锁1、第一导向轮3、通气口13、第一真空镀膜仓9或第二真空镀膜仓10、滚轮4、通气口13、第二导向轮5与出口真空锁11，第一真空镀膜仓9与第二真空镀膜仓10交替用于带材真空镀膜，从而实现连续镀膜。需要说明的是，在镀膜过程中，带材一直处于滚轮4与密封板7之间。
本发明的多弧型带材真空连续镀膜系统可以实现真正连续运行的多弧型带材连续离子镀技术，在其中一个真空镀膜仓中离子镀，同时对另一个真空镀膜仓进行设备检修、调整或更换多弧靶等步骤，从而实现整个镀膜系统既处于工作状态下同时又可以进行维护、检修、调整或进行更换靶材。
图1为本发明的多弧型带材真空连续镀膜系统的结构示意图，如图1所示，在第一真空镀膜仓9镀膜过程中，第二真空镀膜仓10处于检修、调整或更换靶材状态，如图中箭头方向所示，此时带材依次穿过入口真空锁1、第一导向轮3、通气口13、第一真空镀膜仓9、滚轮4、通气口13、第二导向轮5、第一导向轮3、第二导向轮5与出口真空锁11，从而实现真空镀膜。也就是说，带材通过入口真空锁1进入真空室，同时经过电子枪2进行加热处理，经过加热后的带材在第一导向轮3的引导下向下穿过通气口13进入第一真空镀膜仓9，在进入第一真空镀膜仓9后，会通过在第一真空镀膜仓9两侧壁上的多弧离子源8进行真空镀膜，同时在滚轮4的引导作用下，带材穿过滚轮4与密封板7之间的缝隙向上运动，在向上运动的过程中也会通过第一真空镀膜仓9两侧壁上的多弧离子源8进行真空镀膜，然后穿过第一真空镀膜仓9上方的通气口13，在第二导向轮5的作用下向前移动，再依次穿过第二真空镀膜仓10的通气口13上方的第一导向轮3和第二导向轮5，最终穿过出口真空锁11卷绕成形，由此完成真空镀膜。
本发明中的移动杆6由外界动力装置带动上下移动，例如电机或动力机械装置等均可以。本发明中的滚轮4围绕其中心轴转动，第一导向轮3和第二导向轮5由外界动力装置控制其转动，第一导向轮3和第二导向轮5的转动带动滚轮4转动，优选第一导向轮3和第二导向轮5通过电机控制其转动，在带材镀膜过程中，由第一导向轮3和第二导向轮5的转动带动带材移动，在第一真空镀膜仓9和第二真空镀膜仓10内带材由滚轮4进行180度反向引导移动。
如图1所示，本发明的第一真空镀膜仓9或第二真空镀膜仓10为立式真空仓，第一真空镀膜仓9或第二真空镀膜仓10结构相同，第一真空镀膜仓9或第二真空镀膜仓10的左右侧壁上设置有多个多弧离子源8。
上述第一真空镀膜仓9在进行真空镀膜一段时间后，需要进行检修、调整或更换靶材状态，此时本发明的多弧型带材真空连续镀膜系统会控制第二真空镀膜仓10开始真空镀膜。在第二真空镀膜仓10镀膜过程中，外界动力装置会控制第一真空镀膜仓9中的移动杆6缓缓向上移动，直至密封板7完全密封住第一真空镀膜仓9的通气口13，同时外界动力装置会控制第二真空镀膜仓10中的移动杆6缓缓向下移动，此时带材依次穿过入口真空锁1、第一导向轮3、通气口13、滚轮4、通气口13、第二导向轮5、第一导向轮3、通气口13、滚轮4、通气口13、第二导向轮5与出口真空锁11，从而实现连续镀膜。也就是说，在两个真空镀膜仓交替使用的过程中，带材会依次经过入口真空锁1、第一导向轮3、第一真空镀膜仓9、第二导向轮5、第一导向轮3、第二真空镀膜仓10、第二导向轮5与出口真空锁11，从而实现连续镀膜。
在第一真空镀膜仓9完全密封后，此时第二真空镀膜仓10完全处于真空镀膜状态，此时带材依次穿过入口真空锁1、第一导向轮3、第二导向轮5、第一导向轮3、通气口13、滚轮4、通气口13、第二导向轮5与出口真空锁11，从而实现连续镀膜。
本发明通过两个结构完全相同的真空镀膜仓设计，由此实现真正意义上的连续真空镀膜，不因为工作一段时间需要设备检修、调整或更换靶材等因素停止镀膜过程，而是通过交替使用其中一个真空镀膜仓设计实现真正连续真空镀膜。
在本发明的进一步实施例中，由于镀膜过程中上述第一真空镀膜仓9与第二真空镀膜仓10的真空度维持在10-2—1Pa，在密封板7将通气口13完全密封后，第一真空镀膜仓9或第二真空镀膜仓10可以进行检修、调整或更换靶材等事项时，为此需要进行充气，在满足大气条件下时工作人员进行检修、调整或更换靶材，一切准备就绪满足再工作条件时，对该真空镀膜仓进行抽真空操作，满足真空度在10-2—1Pa的条件，进而等待第一真空镀膜仓9或第二真空镀膜仓10进行真空镀膜。
如图1所示，本发明中的第一真空镀膜仓9与第二真空镀膜仓10上的通气口13上方两侧均对称设置有一个第一导向轮3和一个第二导向轮5。并且，第一真空镀膜仓9与第二真空镀膜仓10上的通气口13上方两侧分别对称设置的第一导向轮3和第二导向轮5处于同一水平线上。
本发明中滚轮4与密封板7之间通过固定件12连接，其中固定件12为板状或柱状固定件，并且固定件12可以选用和移动杆6相同的材质，例如为不锈钢或铁质等材质。
本发明的电子枪2发出的电子束总功率为200—600千瓦范围内调节，具体可以根据镀层厚度和速度要求具体调节。具体电子枪2可以优选选用气体放电型大功率电子枪，该气体放电型大功率电子枪施加电压值为5000-30000伏之间。
最后应说明的是，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种多弧型带材真空连续镀膜系统，其特征在于，该镀膜系统用于卷绕带材的镀膜，所述镀膜系统包括真空室，所述真空室中设置有入口真空锁、电子枪、第一导向轮、滚轮、第二导向轮、移动杆、密封板、多弧离子源、第一真空镀膜仓、第二真空镀膜仓与出口真空锁，
所述入口真空锁与所述出口真空锁用于穿过所述带材；
所述电子枪在所述带材穿过所述入口真空锁之后对所述带材进行加热；
所述导向轮与滚轮用于引导所述带材在所述真空镀膜仓内移动；
所述移动杆底端与所述滚轮中心轴固定连接，所述密封板上侧通过固定件与所述滚轮固定连接，所述移动杆上下移动带动所述密封板移动从而密封或打开所述第一真空镀膜仓或第二真空镀膜仓上方的通气口；
所述第一真空镀膜仓与第二真空镀膜仓内均设置有多个所述多弧离子源，所述第一真空镀膜仓与第二真空镀膜仓上的所述通气口上方两侧分别对称设置有所述第一导向轮和第二导向轮；
所述带材依次穿过所述入口真空锁、第一导向轮、通气口、第一真空镀膜仓或第二真空镀膜仓、滚轮、通气口、第二导向轮与出口真空锁，所述第一真空镀膜仓与第二真空镀膜仓交替用于带材真空镀膜，从而实现连续镀膜；
在镀膜过程中，所述带材一直处于所述滚轮与所述密封板之间。
2.根据权利要求1所述的多弧型带材真空连续镀膜系统，其特征在于，所述第一真空镀膜仓与第二真空镀膜仓上的所述通气口上方两侧分别对称设置的所述第一导向轮和第二导向轮处于同一水平线上。
3.根据权利要求1所述的多弧型带材真空连续镀膜系统，其特征在于，所述移动杆由外界动力装置带动上下移动。
4.根据权利要求1所述的多弧型带材真空连续镀膜系统，其特征在于，所述第一真空镀膜仓与第二真空镀膜仓上的所述通气口上方两侧均对称设置有一个所述第一导向轮和一个所述第二导向轮。
5.根据权利要求1所述的多弧型带材真空连续镀膜系统，其特征在于，所述滚轮围绕中心轴转动，所述第一导向轮和第二导向轮由外界动力装置控制其转动，所述第一导向轮和第二导向轮的转动带动所述滚轮转动。
6.根据权利要求1所述的多弧型带材真空连续镀膜系统，其特征在于，所述第一真空镀膜仓或所述第二真空镀膜仓真空镀膜时的真空度维持在10-2—1Pa。
7.根据权利要求1所述的多弧型带材真空连续镀膜系统，其特征在于，所述第一真空镀膜仓或所述第二真空镀膜仓为立式真空仓，所述第一真空镀膜仓与所述第二真空镀膜仓结构相同，第一真空镀膜仓或所述第二真空镀膜仓的左右侧壁上设置有多个所述多弧离子源。
8.根据权利要求1所述的多弧型带材真空连续镀膜系统，其特征在于，所述固定件选用和所述移动杆相同的材质。
9.根据权利要求1所述的多弧型带材真空连续镀膜系统，其特征在于，在所述第一真空镀膜仓镀膜过程中，所述第二真空镀膜仓处于检修、调整或更换靶材状态，此时所述带材依次穿过所述入口真空锁、第一导向轮、通气口、第一真空镀膜仓、滚轮、通气口、第二导向轮、第一导向轮、第二导向轮与出口真空锁，从而实现连续镀膜。
10.根据权利要求9所述的多弧型带材真空连续镀膜系统，其特征在于，在所述第二真空镀膜仓镀膜过程中，所述第一真空镀膜仓处于检修、调整或更换靶材状态，此时所述带材依次穿过所述入口真空锁、第一导向轮、第二导向轮、第一导向轮、通气口、第二真空镀膜仓、滚轮、通气口、第二导向轮与出口真空锁，从而实现连续镀膜。
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