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多弧离⼦镀膜机的⼯作原理和应⽤介绍真空镀膜机⾏业最长见的镀膜技术有电阻蒸发镀膜，多弧离⼦镀膜，磁控溅射镀膜，也是⽇常最常⽤的镀膜技术，三种
镀膜技术，各⾃有各⾃的优势，像电阻蒸发镀膜技术⼀般镀熔点低，易汽化的膜材，多弧离⼦镀膜技术的对⼯件材料就是要求⽐较的严格，⽽磁控溅射镀膜技术⼏乎什么材料都能，应⽤⾮常⼴泛，在这就不详细多讲。
真空⾏业中多弧离⼦镀膜机使⽤的是多弧离⼦技术，那么汇成真空⼩编今天要讲的是多弧离⼦镀膜机的⼯作原理和应⽤介绍有哪些？
多弧离⼦真空镀膜机是⼀种⾼效、⽆害、⽆污染的离⼦镀膜设备，具有沉积速度快、离化率⾼、离⼦能量⼤、设备操作简单、成本低、⽣产量⼤的优点。
离⼦镀膜其实是离⼦溅射镀膜，对于导电靶材，使⽤直流偏压电源；⾮导电靶材，使⽤脉冲偏压电源。
有的多弧离⼦镀膜机，可能还需要直流电弧电源或脉冲电弧电源。
偏压电源其实就是在阴极和样品所在位置的阳极之间形成偏压电场，⼀般是阴极加负⾼压。
阴极表⾯的⾃由电⼦在电场作⽤下定向加速发射，发射电⼦轰击⽓体分⼦，使之电离，并且⽓体被驱出的电⼦被电场加速，继续电离其他⽓体分⼦，连续不断，形成雪崩效应，⽓体被击穿，形成恒定的电离电流。
此时离⼦也被加速，轰击靶材，将靶材中的原⼦驱除出表⾯，并沉积在样品表⾯。
多弧离⼦镀膜机的应⽤，多弧离⼦镀膜机⽤于不同档次五⾦产品，⼀般的建筑五⾦件、锁具，⽤多弧离⼦镀膜设备可胜任，中⾼档次产品如表带、表壳、眼镜框、⼿机壳、⾼尔夫球具、卫浴洁具、饰品等，⼀般采⽤电弧/中频（+直流）磁控溅射复合型镀膜设备，根据装载量选⽤⼤⼩机型。
该设备可镀黄⾦⾊、玫瑰⾦、咖啡⾊、棕⾊、古铜⾊、蓝⾊等装饰膜。
多弧离子镀法制备tialnc涂层的微观结构Tialnc涂层是一种多种赋性非常优异的表面涂覆材料，代表一种越来越受欢迎的新兴表面组件的选择。
该涂层可以被用于防腐蚀、超疏水、超疏油表面、腐蚀抗蚀和低磨损，广泛应用于航空、航天、节能、自动化、电子、军工等多个领域。
因此，制备Tialnc涂层具有重要的意义。
一、多弧离子镀法多弧离子镀法是一种用于制备Tialnc涂层的常用技术，这项技术的主要原理是在不同的温度条件下，采用多道源束技术，通过离子镀层形成Tialnc涂层，形成一层覆盖整个表面的涂层。
多弧离子镀法简便，扩散深度较小，因此可以获得较为理想的表面属性。
二、微观结构多弧离子镀法制备的Tialnc涂层通常具有芯壳结构，其内部呈规则珠状，具有剥落表面结构特征，外部表面较为均匀、光滑，形状为球状，由于其尺寸均匀，因此拥有较好的抗磨损性。
另外，大多数的Tialnc涂层表面具有许多细小的凹槽，为了提高涂层的抗腐蚀性，这些凹槽中也含有少量的SiO对，Si-O对能够改善氧化物凝聚性能，能够增强表面的抗腐蚀性。
三、表面性能Tialnc涂层制备出来的表面一般具有良好的硬度和耐腐蚀性，抗腐蚀性在Al-Ti系列金属涂层中最佳，抗磨损性也较高，特别适合在高温高压气体中工作。
另外，Tialnc涂层表面具有较高的热阻性、较低的摩擦系数和表面电阻度，从而可以有效地降低产品的故障率和耐久性。
四、缺陷的管理由于Mulac离子镀法的过程比较复杂，涂层表面通常存在少量的缺陷，包括表面不平整、微小凹痕、涂层破裂等，这些缺陷可能会影响涂层表面性能及对外界环境的抵抗性。
因此，在涂层表面处理过程中，有必要采取一些有效措施来改善缺陷的影响，比如采用微粒均匀分布的抛光方法等，从而赋予Tialnc涂层更好的性能。
多弧离子镀膜技术的主要工艺参数与涂层性能的关系由于影响涂层质量的因素多而复杂，因此研究工艺参数与涂层性能指标之间的关系，以实现涂层性能预测与工艺优化设计，始终是研究人员致力的目标。
国内外研究表明多弧离子镀膜的主要工艺参数有：基体沉积温度、反应气体压强与流量、靶源电流、基体负偏压、基体沉积时间等。
实验对多弧离子镀制备TiC薄膜的工艺与性能进行了研究，得出各工艺参数对涂层显微硬度和涂层/基体结合力的影响程度。
对显微硬度影响程度的主次顺序是反应气体流量、沉积时间、基体负偏压、靶源电流；对涂层/基体结合力影响程度的主次顺序是沉积时间、反应气体流量、基体负偏压、靶源电流。
实验采用多弧离子镀方法制备了TiN/Cu纳米复合涂层，研究了工艺参数对涂层硬度的影响，结果表明对显微硬度影响程度的主次顺序是反应气体压强、沉积时间、基体沉积温度、基体负偏压。
基体沉积温度基体沉积温度对涂层的生成、生长及涂层的性能产生直接的影响。
根据吉布斯的吸附原理可知，温度越高基体对气体杂质的吸附越少。
因此，一般说来，基体沉积温度高，有利于涂层的生成、生长，增大沉积速率；也有利于提高涂层与基体的附着力，使涂层晶粒长大，表面平整光亮。
但温度太高，会引起晶粒粗大，强度和硬度下降。
实验采用多弧离子镀技术在高速钢表面沉积了TiN涂层，研究了不同沉积温度下TiN涂层的表面硬度与涂层/基体的结合力，结果表明在保证基体材料不过热的前提下，提高沉积温度有利于提高TiN涂层的性能。
并得出了最佳的沉积温度为500℃，此时TiN涂层的硬度、涂层/基体结合力与刀具性能最佳。
对刀具进行涂层时，为使涂层与基体牢固结合，提高涂层质量，需在涂层前将基体加热到一定温度。
对于高速钢刀具一般为500℃左右，硬质合金刀具一般在900℃左右。
反应气体压强与流量反应气体的压强与流量大小直接影响涂层的化学成分、组织结构及性能。
实验在W18Cr4VCo5高速钢基体上采用多弧离子镀技术制备了TiAlN涂层，研究了N2分压对熔滴形成的影响，结果表明随N2分压的增加，涂层中颗粒和熔滴的密度、直径减小，主要是通过靶材表面零中毒，不形成氮化物从而提高材料的熔点引起的。
刀具涂层技术的应用自20世纪60年代化学气相沉积（CVD）涂层硬质合金刀片问世发来，涂层技术被广泛应用于硬质合金可转位刀具的表面处理。
而20世纪80年代初，TiN物理气相沉积（PVD）涂层高速钢刀具的出现，以使高速钢刀具的性能发生了革命性的变革。
由于涂层技术可有效提高切削刀具的使用寿命，使用刀具获得优良的综合机械性能，大幅度地提高机械加工效率，因此涂层技术已经在切削刀具提高性能的工艺中得到极为广泛的应用于。
刀具涂层技术通常可分为化学气相沉积（CVD）技术和物理气相沉积（PVD）技术两大类，本文拟从这两方面分别介绍国内外刀具涂层技术的应用情况。
1、刀具涂层技术的应用（1）CVD涂层技术的应用CVD是使挥发性化合气体发生分解或化学反应，并在被镀工件上形成沉积成膜的方法。
在CVD工艺中，气相沉积所需金属源的制备相对容易，可实现TiN、TiC、TiCN、TiBN、TiB2、AL2O3等单层及多元多层复合涂层。
CVD涂层镀层密实，涂层与基体结合强度高，附着力强，均匀性好，形状复杂的工件也可得到合金副的镀层，薄膜厚度可达5—12微米，因此CVD涂层具有更好的耐磨性。
但其工艺处理温度高，易造成刀具材料抗弯强度的下降，薄膜内部为拉应力状态，使用中易导致微裂纹的产生，因此只适合于硬质合金车削类刀具的表面涂层，其涂层刀具适合于中型、重型切削的高速加工及半精加工。
自1968年第一批CVD涂层硬质合金刀具问世至今，该涂层技术已发展了近35年。
在这35年间，CVD涂层技术从单一成份发展到多种成份、从单一膜层发展到多元多膜层，经过大量的试验，完成了批量大规模的工业化生产。
如今，CVD涂层硬质合金在涂层硬质合金刀具中占到了80%以上的份额，CVD涂层技术已广泛应用于各类硬质合金刀具。
其涂层工艺的主要发展阶段及应用领域见下表：1968——TiN、TiN——方法CVD——硬质合金刀具、模具涂层1973——TiCN、TiC+AL2O3——CVD ——硬质合金刀具、模具涂层1981——TiC+AL2O3+TiN、AL-O-N——CVD——硬质合金涂层1982——TiCN——MT-CVD——硬质合金刀具涂层1986——Diamond、CBN——CVD、PVD——硬质合金刀具涂层1990——TiN、TiCN、TiC——PCVD——模具、螺纹刀具、铣刀等1993——TiN+TiCN（CVD）+TiN（PVD）——CVD+PVD——硬质合金铣削类刀具涂层1993——厚膜纤维状TiCN——MT-CVD——硬质合金车削类刀具涂层（用于粗、半精加工）从上表可以发现，CVD涂层技术主要用于硬质合金类各种切削刀具。
多弧离子镀膜技术有效运用分析摘要：多弧离子镀技术实为一种基于离子镀技术而创新改进出的较新型技术，现阶段，其已在多领域中得到广泛应用。
本文首先简要分析了多弧离子镀的基本原理及主要特点，探讨了多弧离子镀在多领域中的实际应用。
关键词：多弧离子镀；镀膜；运用离子镀技术是一种在上个世纪60年代基于真空溅射与真空蒸镀而发展起来的较新型薄膜制备技术，而对于多弧离子镀而言，其则为基于离子镀而不断发展与更新的改进方法，乃是整个离子镀技术架构当中的重要构成。
到了上个世纪80年代，Multi-Arc公司（美国）首次将此技术应用于实践。
本文就多弧离子镀膜技术的特点、原理及实际应用作一探讨。
1.多弧离子镀的基本原理针对多弧离子镀而言，其主要由引弧电极、磁场线圈及水冷阴极等构成，所谓阴极材料，从根本上来讲，即为镀膜材料，当处于真空环境中，将电源接通，且使引弧电极瞬间接触于阴极，当引弧电极瞬间离开时，因导电面积瞬间变小，电阻随之增大，局部温度在短时间内会快速升高，造成阴极材料出现不同程度融化，最终造成液桥导电，形成金属蒸发；另外，还需要指出的是，基于阴极表面，通常会形成局部性的、区域性的高温区，此时，等离子体会不断产生，引燃电弧，电源维持弧光放电，在此影响下，阴极表面便会产生许多比较明亮的高电流密度，而且还呈现出高速变化状态；在此大背景下，阴极弧斑会有非常小的尺寸，通常处于1～100?m区间内；具有比较高的电流密度，通常达到105～107A/CM2。
各弧斑有着并不长的存在时间，当其以一种爆发性的方式离化并发射电子与离子时，会大量蒸发阴极材料，而在此过程中，于阴极表面周围，金属离子受此影响与驱动，会形成比较典型的空间电荷，另外，还会根据实际情况及环境，构建弧斑生成所需条件，形成全新的弧斑，并持续生成，因而可以较好的保持电弧电流的基本稳定。
针对阴极材料而言，通常情况下，其会以每个弧斑60～90%的离化率，在基片表面蒸发与沉积，最终形成膜层。
离子可以穿过隔离屏进入腔体与等离子体中被离化的气体结合对工件表面镀膜。
为了对俄罗斯电弧离子镀涂层的结合力进行对比试验，分别在广东一外资厂的涂层刀片产品、广东省某大学的ＡＩＰ－０１型镀膜机镀制样品和俄罗斯设备镀制样品中取样，同为ＴｉＮ涂层，然后在中科院兰州物理所进行膜／基结合力测试。
该厂刀具产品的结合力最低为４２Ｎ，ＡＩＰ－０１型镀膜机样品结合力为６５Ｎ，而俄罗斯多弧离子镀膜机样品结合力超过１００Ｎ。
我们曾与德国、瑞士的涂层专家探讨过膜／基结合力问题，他们认为目前世界各国的涂层设备的膜／基结合力能达到８０～９０Ｎ，即世界先进水平。
国内权威专家认为只有纳米复合涂层的膜／基结合力才有可能达到１００Ｎ的水平。
（２）俄罗斯设备可以配备快速中性分子束源，采用电子加热或进行气体离子测射清洗不会使刀具的刀锋钝化。
用快速中性分子束对工件进行轰击时可以预先活化表面；也可以在镀膜时调整薄膜参数；在１０～１０００Ｖ的粒子能量范围内，快速中性分子可以生成达１０Ａ的电流。
使用气体和快速原子可以获得任何化学活性气体的分子束。
该束源进行辅助沉积时，可以降低镀膜温度（即可以在８０～１００℃时镀膜）；快速中性分子束源的应用能显著提高非导电材料，如玻璃、陶瓷和塑料等的镀膜质量；由于能降低沉积过程温度，对非耐温材料可以在８０～１００℃时对压电陶瓷镀膜；在刀具沉积过程中不出现电弧镀膜中常见的刀锋钝化现象，反之还能削尖刀刃。
快速中性分子辅助沉积技术可以制造陶瓷镀膜低温合成设备，制造无损内部结构的微电子产品加工设备和制造绝缘陶瓷镀膜设备。
（３）俄罗斯涂层设备还可以配置分离加速系统消除液滴和制造纳米多层膜。
俄罗斯电弧离子镀设备可以配置离子体加速弧源，配备该弧源的离子镀设备沉积的涂层能够有效减少涂层的液滴，甚至使涂层表面细小致密无液滴，大幅度提高涂层质量。
离子体加速弧源还可以制备多层纳米涂层，每层厚度约２０ｒｉｍ。
（４）俄罗斯还有其他难熔金属氮化物和类金刚石涂层的镀膜设备及大型镀膜设备。
离子镀氮化钛薄膜刀具的镀膜工艺与镀膜刀具的实际应用离子镀氮化钛薄膜刀具是一种新型的刀具镀膜技术，它采用离子镀技术在刀具表面形成一层坚硬、耐磨、耐蚀的氮化钛薄膜，从而提高了刀具的切削性能和寿命。
本文将介绍离子镀氮化钛薄膜刀具的镀膜工艺和实际应用。
一、镀膜工艺离子镀氮化钛薄膜的镀膜工艺是一种利用离子束轰击刀具表面形成薄膜的技术。
具体可以分为以下几个步骤：1、预处理：将刀具加热至300℃左右，以去除刀具表面的油垢和氧化物。
2、清洗：用丙酮、乙醇等有机溶剂将刀具表面彻底清洗干净。
3、离子清洗：用氢气、氮气等离子束对刀具表面进行清洗，去除表面杂质和氧化物。
4、离子镀膜：用含氮物质的离子束轰击刀具表面，使其形成一层氮化钛薄膜。
5、后处理：对镀膜刀具进行退火等处理，使其薄膜结构更加致密，提高切削性能和寿命。
二、实际应用离子镀氮化钛薄膜刀具具有优良的性能和广阔的应用前景，在机械加工、航空航天、汽车制造、模具制造、医疗器械等领域都有着重要的应用。
离子镀氮化钛薄膜刀具可以提高刀具的硬度和抗磨性能，使其具有更好的耐磨性和耐蚀性，延长使用寿命，降低工业生产成本。
在数控加工中，离子镀氮化钛薄膜刀具可以提高切削速度、加工精度和表面质量，提高加工效率和生产效益。
总之，离子镀氮化钛薄膜刀具的镀膜工艺和实际应用，不仅推动了制造业的技术进步和产业升级，而且对于推进可持续发展具有重要意义。
离子镀氮化钛薄膜刀具的应用不仅能提高生产效率和降低成本，还能大幅度提高加工质量、精度和稳定性。
该技术广泛应用于高速切削、重切削和大批量生产等领域，极大地促进了工业生产的发展和不断提高。
离子镀氮化钛薄膜刀具不仅可以用于金属材料的加工，也逐渐应用于陶瓷、塑料等材料的加工。
离子镀技术可以改善镀膜的组织结构，提高膜层的密实性和均匀性，从而使刀具在复杂的切削环境中具有更加出色的性能表现。
随着离子镀技术的不断发展和改进，新型离子镀氮化钛薄膜刀具的研制和应用也将不断拓展。
