[发明专利]阴极电弧沉积法

权利要求书

1.一种方法，所述方法包括以下步骤：

-在真空室内提供阳极排布组和板状靶电极，形成用于阴极电弧沉积的阳极-阴极构造；

-在所述真空室内提供一个或多个切削工具基体；

-在所述板状靶电极与所述阳极排布组之间施加至少200A的电弧电流，在所述板状靶电极表面上由作为一个或多个可见的弧斑的电弧放电生成等离子体，使得所述电弧放电的离子由所述板状靶电极发射出来，从而促进在所述一个或多个切削工具基体上形成覆层，

其特征在于，沿所述靶电极表面的法向的平均离子电流密度乘以所述板状靶电极的总表面积为至少5A，所述平均离子电流密度利用距所述靶电极表面约15cm且面向所述靶电极的探针表面测量。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述板状靶电极具有大于500cm²、优选大于1000cm²的表面积。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述离子电流密度大于6mA/cm²，优选大于10mA/cm²，更优选为6mA/cm²～16mA/cm²。

4.如权利要求1～3中任一项所述的方法，所述方法还包括：对所述切削工具基体施加偏压V_S，偏压V_S相对于所述阳极排布组的电势V_A为负；和施加阴极电压V_C，阴极电压V_C相对于所述阳极排布组的电势V_A为负，其中

V_S-V_A>-30V，

-20V<V_C–V_A<0V，并且

-10V≤V_S-V_C≤10V。

5.如权利要求4所述的方法，其中，V_S–V_C≤0V。

6.如权利要求4或5所述的方法，其中，-19V≤V_C-V_A≤-15V，优选-18V≤V_C-V_A≤-16V。

7.如权利要求4～6中任一项所述的方法，其中，-30V≤V_S-V_A≤-15V，优选-25V≤V_S-V_A≤-15V。

8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述电弧电流≥400A，优选400A～1200A，更优选600A～1200A。

9.如前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括在所述靶电极表面生成横向磁场，以操控所述电弧放电的所述一个或多个弧斑的位移。

10.如权利要求9所述的方法，所述方法还包括控制所述横向磁场的大小，以将对于所述板状靶电极和所述阳极排布组测得的阻抗控制为<0.1欧姆，优选<0.05欧姆。

11.如权利要求9或10所述的方法，所述方法还包括平衡源于电弧电流的磁自场、上述磁场和源于所述板状靶电极的电流配合的磁场。

12.如权利要求9～11中任一项所述的方法，其中，所述横向磁场小于100高斯，优选为5高斯～40高斯。

13.如权利要求9～11中任一项所述的方法，所述方法还包括在所述靶电极下提供非对称分布的永磁体，以平衡源于所述板状靶电极的电流配合的磁场，从而使所述板状靶电极周围的磁场均匀。

14.如前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括在所述真空室内提供作为反应性气体的氮气，并且其中所述板状靶电极包含Ti和Al作为主要元素，以形成(Ti,A1)N覆层。

15.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述覆层厚度为至少10μm。

16.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，源于所有板状靶电极的总离子电流除以所述真空室的内部体积为至少3A/m³。

17.如前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括通过喷砂对沉积后的覆层进行后处理。