[发明专利]双辉放电渗镀金属碳氮化合物的装置及工艺

权利要求书

1.一种双辉放电渗镀金属碳氮化合物的装置其特征在于，是在真空容器(1)内，设置金属源极(4)，反应气源盒阳极(5)，欲渗镀的工件(3)，同时配有抽气系统(8)及供气系统，其供气系统是由供气源(2)、反应气源盒阳极(5)组成，欲渗镀工件(3)位于真空室(1)的下方，金属源极(4)置于欲渗镀工件(3)上方，反应气源盒阳极(5)位于真空室(1)的上部，在反应气源盒阳极(5)与欲渗镀工件(3)之间连接一可调0～1200V直流电源(7)，在反应气源盒阳极(5)和金属源极(4)之间连接一个可调0～1500V直流电源(6)，金属源极(4)的形状可为各种不同形状，金属源极(4)与欲渗镀工件(3)之间的距离为10～30mm，欲渗镀的工件(3)为金属材料、合金、陶瓷等非金属材料。

2.按照权利要求1所述的一种双辉放电渗镀金属碳氮化合物的装置，其特征在于所述的金属源极(4)为格栅状，亦可是刷子状、蜂窝状，其格栅之间的距离为15～30mm，高度为30～50mm，金属源极(4)是由可以形成碳、氮化合物的金属和合金板制成，如W、Mo、Ti、Cr、Ta、Zr、Nb、Ni等金属及其合金，反应气源盒阳极(5)是由带有小孔并能喷射出气体的扁平状钢板制成。

3.采用上述装置进行双辉放电渗镀金属碳氮化合物的工艺其特征在于，首先把真空室(1)由机械泵(8)抽到极限真空度高于1Pa后，再由供气系统按比例供给氩气、氮气、碳氢气体的混合气，分压为20～100Pa，在反应气源盒阳极(5)和金属源极(4)之间加入可调直流电源(6)，电压为800～1200V；在反应气源盒阳极(5)和欲渗镀工件(3)之间加入可调直流电源(7)，电压为400～800V使其产生双层辉光放电，利用格栅状金属源极内的等电位空芯阴极效应和欲渗镀工件(3)之间的不等电位空芯阴极效应，使欲渗镀工件(3)升到800～1000℃，并把格栅状源极中溅射出的金属原子、离子，离解后的碳氮原子、离子，在工件负偏压作用下快速到达工件表面，在金属工件表面形成渗镀层。

4、按照权利要求3所述的双辉放电渗镀金属碳氮化合物的工艺，其特征在于，渗镀金属碳化物时通入的氩气、碳氢气体的混合气体的比例为2∶8、5∶5、3∶7，分压为20～100Pa，渗镀金属氮化物时通入比例为2∶8、5∶5、3∶7的氩气和氮气的混合气，分压为20～100Pa，渗镀金属碳氮化合物时通入一定比例的Ar气、碳氢气体和氮气的混合气。

5.按照权利要求3所述的一种双辉放电渗镀金属碳氮化合物工艺，其特征在于，欲渗镀工件(3)的温度为800～1000℃；金属源极(4)电压为800～1200V，欲渗镀工件(3)的电压为400～800V，工作气压为20～100Pa。