CN111871973A - Dlc膜的脱膜方法及脱膜机 - Google Patents
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Abstract
本发明属于脱膜技术领域，具体公开了一种操作简便且脱膜效果更好的DLC膜的脱膜方法，以及用于实现上述的DLC膜的脱膜方法的脱膜机。DLC膜的脱膜方法，包括将待脱膜的零件清洁处理后放置于脱膜机的脱膜区域中进行脱膜的步骤；脱膜过程中，先封闭脱膜区域并抽真空至气压0.05torr以下，再以20±0.5sccm的流量速度向封闭的脱膜区域内通入氧气并使封闭的脱膜区域内的气压保持在0.19～0.21torr，同时控制脱膜机以180～500W功率运行对氧气放电生成氧离子，使零件表面的DLC膜与生成的氧离子反应180～300s。该脱膜方法不仅操作简单、方便，而且利于控制、耗时较短；脱膜后在200倍显微镜下观察到，零件表面非常干净，且没有伤害到零件本身，可见脱膜效果非常好。
Description
技术领域
本发明属于脱膜技术领域，具体涉及一种DLC膜的脱膜方法及脱膜机。
背景技术
DLC膜是类金刚石薄膜的简称，“DLC”是英文“DIAMOND-LIKE CARBON”一词的缩写；DLC是一种由碳元素构成、在性质上和钻石类似，同时又具有石墨原子组成结构的物质。DLC膜中含有混合的sp2和sp3键，并且是不定形的，其性质类似于金刚石薄膜，具有硬度高、摩擦系数低、耐磨性并兼具良好的化学稳定性、导热性、电绝缘性、透光性和生物相容性，在机械、电子、光学、声学、计算机、航空航天和生物医学等领域具有广泛的应用前景。
目前，由于镜面超硬模具超精密加工，要求达到面型精度0.1μm、表面粗糙0.003，难度极大；为提高使用寿命，需要在模具表面镀一层DLC薄膜，镀膜之后的模具经过高温等恶劣环境使用后膜层会出现不同程度的损坏，一旦出现损坏就需要进行脱膜、抛光、清洗、重新镀膜等工序；为继续维持模具的表面光洁度一致性，必须要将表面废弃膜层完全去除干净，同时不能破坏模具的面型，否则镀膜后模具表面会受到严重影响，因此脱膜至关重要。
传统的类金刚石膜层脱膜方法均是采用脱膜液腐蚀反应，达到脱膜目的；由于在脱膜过程中，时间的控制、脱膜液的浓度选择都会影响脱膜效果，如果控制不好还会在模具表面再生成一种新的结合物，如图1所示，很难再脱掉。可见，现有的脱膜方法操作复杂，难以控制，耗时较长，且脱膜效果一般。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种操作简便且脱膜效果更好的DLC膜的脱膜方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：DLC膜的脱膜方法，包括将待脱膜的零件清洁处理后放置于脱膜机的脱膜区域中进行脱膜的步骤；脱膜过程中，先封闭脱膜区域并抽真空至气压0.05torr以下，再以20±0.5sccm的流量速度向封闭的脱膜区域内通入氧气并使封闭的脱膜区域内的气压保持在0.19～0.21torr，同时控制脱膜机以180～500W功率运行对氧气放电生成氧离子，使零件表面的DLC膜与生成的氧离子反应180～300s。
进一步的是，所述零件为模仁。
进一步的是，采用丙酮擦拭零件完成清洁处理。
本发明还提供了一种脱膜机，其用于实现上述的DLC膜的脱膜方法，包括内部具有脱膜区域的真空反应室，所述真空反应室上设有抽真空口和进气口，所述真空反应室内设置有电弧发生器。
本发明的有益效果是：该脱膜方法通过在真空环境下，以特定流量速度通入氧气并控制脱膜机以特定功率发出电弧对氧气放电生成氧离子，再利用生成氧离子与零件表面的DLC膜反应一定时间进行脱膜，从而达到有效祛除DLC膜的目的；整个过程，不仅操作简单、方便，而且利于控制、耗时较短；脱膜后在200倍显微镜下观察到，零件表面非常干净，且没有伤害到零件本身，可见脱膜效果非常好。
附图说明
图1是采用现有的脱膜方法控制不好时在模具表面生成结合物的放大示意图；
图2是在400倍显微镜下观察模仁表面坏的DLC膜层的示意图；
图3是采用本发明脱膜方法脱膜后在200倍显微镜下观察模仁表面的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
DLC膜的脱膜方法，包括将待脱膜的零件清洁处理后放置于脱膜机的脱膜区域中进行脱膜的步骤；脱膜过程中，先封闭脱膜区域并抽真空至气压0.05torr以下，再以20±0.5sccm的流量速度向封闭的脱膜区域内通入氧气并使封闭的脱膜区域内的气压保持在0.19～0.21torr，同时控制脱膜机以180～500W功率运行对氧气放电生成氧离子，使零件表面的DLC膜与生成的氧离子反应180～300s。
该脱膜方法是在真空环境下，通过脱膜机发出电弧对通入的氧气放电生成氧离子，再利用氧离子与DLC膜中的碳进行反应产生二氧化碳，从而在不破坏零件本身结构的情况下有效祛除零件表面的DLC膜。其对于DLC膜的膜层结构不限，可祛除单层结构及多层结构的DLC膜，所述DLC膜的材料包括纯DLC材料、以及掺杂Si、Al、Ti等其他元素的DLC材料。对零件表面制作的DLC膜的方式也不限，可祛除采用气相沉积、磁控溅射技术等制作的DLC膜。
对零件清洁处理的方式可以为多种，优选采用丙酮擦拭零件完成清洁处理。一般可在脱膜机的脱膜区域中放入一个或多个零件进行同时脱膜；DLC膜位于零件表面，零件本身通常由各种类型超硬质合金制成，例如：碳化钨、碳化硅、氮化硼等；零件可以为多种，例如：模具上模、模具下模、模仁等。模仁指的是用于模具中心部位的关键运作的精密零件。模仁一般结构极端复杂，加工难度非常大，造价很高，往往制造的人工支出大大超过材料的本身。
为了达到更好的脱膜效果，优选控制脱膜机以350～450W功率运行，并将反应时间控制在200～240s。
本发明还提供了一种脱膜机，用于实现上述的DLC膜的脱膜方法，其包括内部具有脱膜区域的真空反应室，所述真空反应室上设有抽真空口和进气口，所述真空反应室内设置有电弧发生器。电弧发生器是能够产生电弧的装置，其可以为多种，例如：直流电弧发生器、交流电弧发生器、断续交流电弧发生器等。
实施例
如图2所示，在400倍显微镜下观察到某模仁表面的DLC膜已经出现损坏，图中亮斑显示此处的膜层变薄甚至脱落，因此该模仁需要脱膜后重新镀膜。
采用本发明方法祛除上述模仁表面的DLC膜，过程如下：
将上述模仁用丙酮擦拭干净，并放置于脱膜机的脱膜区域中；接着，封闭脱膜区域并抽真空至气压0.05torr，再以20sccm的流量速度向封闭的脱膜区域内通入氧气并使封闭的脱膜区域内的气压保持在0.2torr，同时控制脱膜机以400W功率运行对氧气放电生成氧离子，使零件表面的DLC膜与生成的氧离子反应220s，完成脱膜。
上述模仁脱膜后在200倍显微镜下观察，如图3所示，图片显示模仁表面非常干净，没有伤害到模仁本身。
Claims (4)
1.DLC膜的脱膜方法，包括将待脱膜的零件清洁处理后放置于脱膜机的脱膜区域中进行脱膜的步骤；其特征在于：脱膜过程中，先封闭脱膜区域并抽真空至气压0.05torr以下，再以20±0.5sccm的流量速度向封闭的脱膜区域内通入氧气并使封闭的脱膜区域内的气压保持在0.19～0.21torr，同时控制脱膜机以180～500W功率运行对氧气放电生成氧离子，使零件表面的DLC膜与生成的氧离子反应180～300s。
2.如权利要求1所述的DLC膜的脱膜方法，其特征在于：所述零件为模仁。
3.如权利要求1或2所述的DLC膜的脱膜方法，其特征在于：采用丙酮擦拭零件完成清洁处理。
4.脱膜机，用于实现权利要求1至3中任意一项所述的DLC膜的脱膜方法，其特征在于：包括内部具有脱膜区域的真空反应室，所述真空反应室上设有抽真空口和进气口，所述真空反应室内设置有电弧发生器。
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