[发明专利]多工位轴瓦磁控溅射镀膜装置

说明书

技术领域

本发明属于磁控溅射镀膜领域，尤其涉及一种多工位生产轴瓦的磁控溅射镀膜装置。

背景技术

轴瓦即滑动轴承是柴油机心脏的运动部件，又是基础件和消耗部件，若轴瓦在使用中发生故障，必定造成停车事故，更换时内燃机需要解体或部分解体，工作量极大。近年来，各种主机的发展速度很快，负荷和比压明显提高，这就对轴承元件例如滑动轴承提出更严格的要求，单层滑动轴承由于在高转速时变薄而不再能满足这些要求，从而滑动轴承工业更多地转向多层滑动轴承。多层滑动轴承通常包括一钢支承层(通常为镍栅层)，在其上通过滚压、电镀或阴极喷镀涂覆一个或多个其他的减摩层。目前，国外已开始探寻溅射瓦，其特点是用磁控溅射的方法在基材的内表面上生成镍栅层(阻挡层)和铝合金减摩层(跑合层)，可极大地提高轴瓦的使用寿命，溅射的基本原理是：在强电场、强磁场、高真空的溅射舱内通入少量惰性气体(氩气)。电子在强电场、强磁场(磁场方向与电场方向成一定角度)的条件下受磁场的洛仑兹力作用而进行螺旋加速运动并与氩原子碰撞。氩原子电离成正的氩离子(Ar⁺)和另一个电子。氩离子(Ar⁺)在电场作用下加速飞向产品基材(阴极)，使被溅材料离解成具有高速、高能的微粒飞溅出来凝聚在产品基材的表面形成溅射膜层。当前，国内仅有根据溅射原理制作的玻璃镀膜装置，此种装置包括真空室和预处理室，在真空室内进行溅射，在预处理室内进行反溅清洗，生产效率低。轴瓦溅射与玻璃镀膜在产品基材安装，溅射靶布置等有很大的不同，而且轴瓦为小件产品，产品规格品种多，需要设计一种采用多工位，一次装入多种规格的工件，能在真空室内完成整个工艺过程，以减少装夹工件和抽真空的时间，从而提高生产效率的轴瓦磁控溅射装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种轴瓦磁控溅射镀膜装置，不仅能在轴瓦内表面连续镀制两层金属及合金薄膜，而且能在一次开仓时装入多种规格的工件，在真空室内完成整个工艺过程，从而提高生产效率。

本发明的技术方案如下：一种多工位轴瓦磁控溅射镀膜装置，包括真空室、磁控靶及溅射电源，所述真空室为双层结构，固定在基座上的中心位置，所述磁控靶至少为四只，包括至少两只直径不同的铝合金靶和至少两只直径不同的镍靶，另有至少两只横截面分别呈“一”字形和“十”字形的反溅靶，所述磁控靶和反溅靶周向均匀分布在真空室上部，所述磁控靶和反溅靶的轴心分别装有与靶电机相连的旋转轴；在所述真空室下部中心设有转盘，在该转盘上与所述各靶相对处固定有双层结构的瓦桶，其中一只瓦桶的内孔横截面为四段相同圆弧构成的梅花形，其余各只瓦桶的内孔为直径不同的圆筒形，所述各瓦桶的底部转盘上设有通孔；所述转盘下表面中心固定有升降旋转轴，该升降旋转轴从所述真空室底部穿出进入所述基座与升降旋转机构相连；在所述转盘下方反溅靶相对处设有与电极轴相连的反溅电极，该电极轴下端位于基座内与电极升降机构相连；所述真空室内壁上设有大分子泵和小分子泵的进气口，在所述磁控靶和反溅靶的心部、瓦桶和真空室的内外壁间均装有冷却水，冷却水由温控系统控制且通过进、出水管实现循环。

所述磁控靶的第一旋转轴为上端设有进水管且下端为敞口的空心管，第一旋转轴外圆柱面上固定有磁体，该磁体外空套有固定在真空室上的内管，所述内管下端封口且外圆柱面上紧固有圆柱靶，所述内管上端设有出水管，在所述第一旋转轴和内管内装有冷却水。

所述反溅靶的第二旋转轴为下端封口且装有冷却水的空心管，该第二旋转轴上设有进、出水管，旋转轴外表面固定有不锈钢片状靶。

所述升降旋转机构包括固定在真空室底部的转盘升降支承，该支承上竖直固定有主导轨及主导轨间的主丝杆，所述主丝杆下端通过第一联轴节与转盘升降电机相连的第一变速器连接，所述主丝杆上套有与升降旋转轴支承固定的螺母座，该螺母座上设有两滑槽与所述主导轨相配合；所述升降旋转轴下端通过轴承安装在升降旋转轴支承内，该支承下端通过连接套与第二变速器连接，所述第二变速器的输出轴通过第二联轴节与升降旋转轴底端连接，所述第二变速器的输入轴与转盘旋转电机相连，所述升降旋转轴上装有上、下接近开关挡板。

所述电极升降机构包括固定在真空室底部的电极升降支承，该支承上竖直固定有电极导轨和电极丝杆，所述电极丝杆下端通过第三联轴节与连接有电极升降电机的第三变速器相连，所述电极丝杆上套有固定在活动导轨中部的螺母，该活动导轨通过螺栓与电极轴支承连接且与所述电极导轨相配合，所述电极轴支承固套在电极轴的下端。

在所述梅花形瓦桶的四个相同圆弧柱连接处设有可更换的挡板。