CN210287501U - 一种真空多弧离子镀膜机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种真空多弧离子镀膜机，涉及离子镀膜技术领域，其包括机体和在机体内相邻设置的真空室与磁体缸体，所述磁体缸体设于真空室上方，所述真空室内安装有靶材，所述磁体缸体内安装有在朝向靶材方向移动的导向杆、用于压迫导向杆朝向靶材移动的弹性件、以及固定安装在导向杆上的永磁体，所述靶材位于永磁体下方，还包括用于调节永磁体与靶材距离的调节装置，所述调节装置包括穿设于磁体缸体侧壁并与磁体缸体滑移连接的推杆、以及设于磁体缸体内并与推杆固定连接的楔形块，所述导向杆在楔形块的运动路径上固定设置有导向块，所述导向块设有与楔形块相配合的斜面，所述导向块通过斜面抵接在楔形块背离靶材的一侧。

Description

一种真空多弧离子镀膜机

技术领域

本实用新型涉及离子镀膜技术领域，特别涉及一种真空多弧离子镀膜机。

背景技术

进入二十一世纪，机械制造技术朝着高效率和高精度的方向发展；为了提高效率和加工精度，对高硬度材料的加工需要开发高性能刀具和高性能硬质涂层。离子镀膜机能够实现对刀具和零件模具进行镀膜处理，使其具备卓越的使用性能，显著提高表面的硬度、耐磨性和耐蚀性等，大幅度提升了刀具和零件的品质(如表面粗糙度，精度等)和使用寿命。

现有技术多采用真空多弧离子镀膜机对刀具和零件模具进行镀膜处理，其包括真空室、设置在真空室中的工件转架以及设置在真空室体上的若干个弧源装置，弧源装置包括与真空室体固定连接的法兰、设于法兰上的引弧装置、与引弧装置相连的靶材、以及设于靶材上方的磁铁，磁铁与靶材的距离固定不变。由于靶材在离子镀膜过程中会不断地损耗变薄，由于磁铁与靶材均被固定在真空室内，导致磁铁和靶材之间的距离不断发生变化，磁铁产生的磁场在靶材表面上的分布也不断发生变化，使得靶材表面的磁场无法维持最佳分布状态。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种真空多弧离子镀膜机，其通过设置调节装置控制靶材与磁铁之间的距离，从而控制靶材表面的磁场维持在最佳分布状态，保障镀膜的品质。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种真空多弧离子镀膜机，包括机体和在机体内相邻设置的真空室与磁体缸体，所述磁体缸体设于真空室上方，所述真空室内安装有靶材，所述磁体缸体内安装有在朝向靶材方向移动的导向杆、用于压迫导向杆朝向靶材移动的弹性件、以及固定安装在导向杆上的永磁体，所述靶材位于永磁体下方，

还包括用于调节永磁体与靶材距离的调节装置，所述调节装置包括穿设于磁体缸体侧壁并与磁体缸体滑移连接的推杆、以及设于磁体缸体内并与推杆固定连接的楔形块，所述导向杆在楔形块的运动路径上固定设置有导向块，所述导向块设有与楔形块相配合的斜面，所述导向块通过斜面抵接在楔形块背离靶材的一侧。

通过采用上述技术方案，导向块通过导向杆被弹性件抵紧在楔形块上，永磁体产生磁场并分布在靶材的表面。当靶材逐渐消耗变薄时，向磁体缸体外拉动推杆，由于推杆上的楔形块抵接并支撑着导向杆上的导向块，楔形块向外移动导致两者间产生相对滑移。由于导向块和导向杆被限制在朝向靶材的方向上移动，楔形块的外移相应的使得导向块朝向靶材移动。同时，与导向块固定连接的导向杆带动永磁体朝向靶材移动，以调节靶材与永磁体之间的距离，从而将靶材表面的磁场维持在最佳分布状态，保障镀膜的品质。

此外，由于推杆推动的方向与斜面成一锐角，使得推杆推动方向上移动的距离大于导向块在竖直方向上移动的距离，从而使推杆对靶材位移量的控制精度更高，有利于更好地控制靶材与永磁体之间的距离。

进一步设置：所述调节装置还包括安装于磁体缸体的外壁上的微分头，所述微分头与推杆相连，所述微分头通过旋转以控制推杆向磁体缸体内或向磁体缸体外移动。

通过采用上述技术方案，由于靶材的消耗较为缓慢，靶材的厚度变化是持续而微小的，而微分头可调节移动距离达到0.01mm的量级，避免推动推杆时对推动距离的精度不足而导致靶材与永磁体之间无法维持在最佳距离。同时，将微分头安装在磁体缸体的外壁上，能够避免微分头在使用时发生移动而影响调节精度。

进一步设置：所述调节装置还包括安装于机体上的伺服电机，所述伺服电机的转动轴与微分头相连，所述伺服电机通过驱动微分头旋转以控制推杆向磁体缸体内或向磁体缸体外移动。

通过采用上述技术方案，伺服电机可以控制速度，位置精度非常准确，通过将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制微分头的旋转。由于靶材的厚度变化是持续而微小的，需要持续地对永磁体的位置进行调节。通过事先计算出相应的数据并以此对伺服电机进行设置，从而自动化地控制永磁体的竖直位置，使之与靶材的厚度同步变化。

进一步设置：还包括安装于靶材底部的旋转装置，所述旋转装置包括用于固定靶材的旋转盘和用于驱动旋转盘旋转的旋转电机。

通过采用上述技术方案，永磁体在靶材上的磁场不会完全均匀，通过旋转靶材可以使靶材在旋转的轴向较为均匀地与磁场发生作用，降低不均匀磁场带来的影响。

进一步设置：所述的永磁体包括安装盘与设置于安装盘上的若干磁铁，所述磁铁呈圆环间隔排列。

通过采用上述技术方案，由于单块磁铁外的磁场沿磁极向外发散，其在靶材表面的分布并不均匀。多块磁铁成圆环间隔排列可以使空间上形成多个磁感线放射点，其相互配合形成的磁场靶材表面的磁场更为均匀。

进一步设置：所述靶材的上表面与旋转盘相平行，所述安装盘与旋转盘相平行。

通过采用上述技术方案，旋转盘、靶材上表面和安装盘三者之间相互平行，使得旋转盘在旋转时，靶材上表面每一处与永磁体之间的距离都相等。

进一步设置：所述磁体缸体的侧壁设有用于穿过推杆的滑道，所述推杆在滑道内滑移并与滑道滑动连接。

通过采用上述技术方案，导向杆、导向块和永磁体下压在楔形块上的压力可以被滑道所支撑，推杆朝向磁体缸体移动时，导向块被弹性件驱动向下滑移。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：设置调节装置控制靶材与磁铁之间的距离，从而控制靶材表面的磁场维持在最佳分布状态，保障镀膜的品质；同时调节装置具有调节精度高以及自动化控制的优点，可以更高地将靶材表面的磁场维持在一个稳定值上；永磁体上磁铁的环形间隔设置与旋转装置的设置，可以有效地提高靶材表面磁场的均匀程度。

附图说明

图1是本实施方式提供的一种真空多弧离子镀膜机的结构示意图；

图2是永磁体沿其旋转平面的剖面图。

图中，

1、机体；

2、真空室；21、靶材；

3、磁体缸体；31、滑道；32、永磁体；321、安装盘；322、磁铁；

4、调节装置；41、推杆；42、楔形块；43、微分头；44、伺服电机；

5、旋转装置；51、旋转盘；52、旋转电机；

6、导向装置；61、导向杆；62、导向块；63、斜面；64、弹性件；640、弹簧。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

一种真空多弧离子镀膜机，参考图1，包括机体1和安装于机体1内的真空室2与磁体缸体3，真空室2和磁体缸体3相邻设置。真空室2内安装有靶材21，磁体缸体3内安装用于在靶材21表面形成磁场的永磁体32、用于限制永磁体32在竖直方向上移动的导向装置6、与导向装置6相互作用以调节永磁体32与靶材21距离的调节装置4。

参考图1，磁体缸体3和真空室2成圆柱形设置，永磁体32产生磁场并分布在靶材21的表面。导向装置6包括穿设于磁体缸体3顶部并朝向靶材21的导向杆61、用于驱动导向杆61朝向靶材21移动的弹性件64、以及固定安装在导向杆61上的导向块62，在本实施例中弹性件64选用弹簧640，永磁体32安装于导向杆61的底部，导向杆61在朝向靶材21的方向上移动。

参考图1，磁体缸体3的侧壁设有贯穿于侧壁的滑道31，调节装置4包括安装于滑道31内并与滑道31滑移连接的推杆41、固定安装于磁体缸体3外壁上推杆41相连的微分头43、设置于推杆41远离微分头43一端的楔形块42、以及设置机体1上用于驱动微分头43旋转的伺服电机44。导向块62上设有与楔形块42相配合的斜面63，导向块62通过该斜面63抵接在楔形块42背离靶材21的一侧。当靶材21逐渐消耗变薄时，由于弹簧640驱动导向杆61上的导向块62朝向靶材21移动，且推杆41上的楔形块42抵接并支撑着导向块62，楔形块42向外移动导致两者间产生相对滑移。由于导向块62和导向杆61被限制在朝向靶材21的方向上移动，楔形块42朝向磁体缸体3侧壁移动使得楔形块42相对远离斜面63。同时，与导向块62固定连接的导向杆61带动永磁体32向下运动，以调节靶材21与永磁体32之间的距离，从而将靶材21表面的磁场维持在最佳分布状态，保障镀膜的品质。

此外，由于推杆41推动的方向与斜面63成一锐角，使得推杆41推动方向上移动的距离大于导向块62在竖直方向上移动的距离，从而使推杆41对靶材21位移量的控制精度更高，有利于更好地控制靶材21与永磁体32之间的距离。

此外，微分头43可调节移动距离达到0.01mm的量级，避免推动推杆41时对推动距离的精度不足而导致靶材21与永磁体32之间无法维持在最佳距离。而伺服电机44可以控制速度，位置精度非常准确，通过将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制微分头43的旋转。由于靶材21的厚度变化是持续而微小的，需要持续地对永磁体32的位置进行调节。通过事先计算出相应的数据并以此对伺服电机44进行设置，从而自动化地控制永磁体32的竖直位置，使之与靶材21的厚度同步变化。

参考图1，靶材21的底部还设置有旋转装置5，旋转装置5包括用于固定靶材21的旋转盘51和用于驱动旋转盘51旋转的旋转电机52。旋转电机52固定安装在机体1上，其旋转轴穿入真空室2与旋转盘51固定连接，从而驱动旋转盘51转动。同时，靶材21放置在旋转盘51上，其上表面与旋转盘51相互平行。

参考图2，永磁体32包括与旋转盘51相平行的安装盘321与设置于安装盘321上的若干磁铁322，安装盘321呈圆盘设置，且导向杆61垂直于安装盘321并固定连接于安装盘321的中心。安装盘321上的磁铁322在安装盘321的周向上呈环形间隔排列，且其北磁极均朝向靶材21的上表面。

上述的实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种真空多弧离子镀膜机，包括机体(1)和在机体(1)内相邻设置的真空室(2)与磁体缸体(3)，所述磁体缸体(3)设于真空室(2)上方，所述真空室(2)内安装有靶材(21)，所述磁体缸体(3)内安装有在朝向靶材(21)方向移动的导向杆(61)、用于压迫导向杆(61)朝向靶材(21)移动的弹性件(64)、以及固定安装在导向杆(61)上的永磁体(32)，所述靶材(21)位于永磁体(32)下方，

其特征在于，还包括用于调节永磁体(32)与靶材(21)距离的调节装置(4)，所述调节装置(4)包括穿设于磁体缸体(3)侧壁并与磁体缸体(3)滑移连接的推杆(41)、以及设于磁体缸体(3)内并与推杆(41)固定连接的楔形块(42)，所述导向杆(61)在楔形块(42)的运动路径上固定设置有导向块(62)，所述导向块(62)设有与楔形块(42)相配合的斜面(63)，所述导向块(62)通过斜面(63)抵接在楔形块(42)背离靶材(21)的一侧。

2.根据权利要求1所述的一种真空多弧离子镀膜机，其特征在于，所述调节装置(4)还包括安装于磁体缸体(3)的外壁上的微分头(43)，所述微分头(43)与推杆(41)相连，所述微分头(43)通过旋转以控制推杆(41)向磁体缸体(3)内或向磁体缸体(3)外移动。

3.根据权利要求2所述的一种真空多弧离子镀膜机，其特征在于，所述调节装置(4)还包括安装于机体(1)上的伺服电机(44)，所述伺服电机(44)的转动轴与微分头(43)相连，所述伺服电机(44)通过驱动微分头(43)旋转以控制推杆(41)向磁体缸体(3)内或向磁体缸体(3)外移动。

4.根据权利要求1所述的一种真空多弧离子镀膜机，其特征在于，还包括安装于靶材(21)底部的旋转装置(5)，所述旋转装置(5)包括用于固定靶材(21)的旋转盘(51)和用于驱动旋转盘(51)旋转的旋转电机(52)。

5.根据权利要求4所述的一种真空多弧离子镀膜机，其特征在于，所述的永磁体(32)包括安装盘(321)与设置于安装盘(321)上的若干磁铁(322)，所述磁铁(322)呈圆环间隔排列。

6.根据权利要求5所述的一种真空多弧离子镀膜机，其特征在于，所述靶材(21)的上表面与旋转盘(51)相平行，所述安装盘(321)与旋转盘(51)相平行。

7.根据权利要求1所述的一种真空多弧离子镀膜机，其特征在于，所述磁体缸体(3)的侧壁设有用于穿过推杆(41)的滑道(31)，所述推杆(41)在滑道(31)内滑移并与滑道(31)滑动连接。

Images