[发明专利]真空镀膜机的真空腔室表面处理加工工艺

说明书

本发明公开了一种真空镀膜机的真空腔室表面处理加工工艺，包括依次进行的如下工艺步骤：抛光处理或喷砂处理、水洗、硝酸酸洗、水洗擦净、超净间超纯水冲洗及超净间高纯氮吹干；在所述抛光处理工序中，对真空腔室的密封面与真空腔室的其他内壁采用不同电解抛光液的顺次抛光处理方式；或对真空腔室的密封面采用抛光处理，对真空腔室的其他内壁采用喷砂处理；真空腔室的密封面上固定设置低出气率的钛材料层。本发明对采用低出气率的钛材料的真空腔室密封面采取与腔室其他部位不同的表面处理方式，更有针对性，也减少表面处理加工的成本，本发明可以及时填补热量“漏点”处，减少能耗，提高真空烘烤的效果。

技术领域

本发明涉及一种真空镀膜机的真空腔室表面处理加工工艺。

背景技术

真空腔体是保持内部为真空状态的容器，真空腔体的制作要考虑容积、材质和形状。不锈钢是目前超高真空系统的主要结构材料。其中300系列不锈钢是含Cr10％～20％的低碳钢，具有优良的抗腐蚀性、放气率低、无磁性、焊接性好、导电率和导热率低、能够在-270～900℃工作等优点，在高真空和超高真空系统中，应用广泛。为了降低真空腔体的制作成本，采用铸造铝合金来制作腔体也逐渐普及。另外，采用钛合金来制作特殊用途真空腔体的例子也不少。为了减小腔体内壁的表面积，通常用喷砂或电解抛光的方式来获得平坦的表面。超高真空系统的腔体，更多的是利用电解抛光来进行表面处理。之所以要对真空腔室进行表面处理，是因为真空镀膜机其在真空状态下工作，而如果真空腔室表面粗糙度较高，则会出现真空腔室表面的气体释放出来，这样一方面在真空腔室工作时会污染样品，另一方面降低了真空腔室的真空度。在对真空腔室的表面处理时，目前都是采用统一的表面处理工序，比如常用的电解抛光处理，其采用将整个腔室浸入电解液的方式，而真空腔室端部的密封面和真空腔室内壁其实对表面粗糙度(或者说)光洁度的要求是不一样的，目前的处理方式不够有针对性。如公开号为CN113293421A的专利：一种真空腔体内壁防护板的电解工艺，包括如下依次工艺步骤：不锈钢真空腔体板作为阳极与电解液接触，以不与电解液反应的导电材料为阴极，电压为10-115V，电流密度为0.15-0.9A/dm2，电解液的温度为20-35℃，阳极氧化的时间为5-50min；在电解后对不锈钢真空腔体板进行定向刷色，涂刷方向与不锈钢真空腔体其进口向出口方向垂直。

表面处理的方式有：机械抛光——超精研抛是采用特制的磨具，在含有磨料的研抛液中，紧压在工件被加工表面上，作高速旋转运动。利用该技术可以达到表面粗糙度Ra0.008μm，是各种抛光方法中最高的，光学镜片模具常采用这种方法。化学抛光得到的表面粗糙度一般为数10μm。而电解抛光基本原理与化学抛光相同，即靠选择性的溶解材料表面微小凸出部分，使表面光滑。与化学抛光相比，可以消除阴极反应的影响，效果较好。电化学抛光过程分为两步：(1)宏观整平溶解产物向电解液中扩散，材料表面几何粗糙下降，Ra1μm。(2)微光平整阳极极化，表面光亮度提高，Ra＜1μm。超声波抛光则是将工件放入磨料悬浮液中并一起置于超声波场中，依靠超声波的振荡作用，使磨料在工件表面磨削抛光。而流体抛光则是依靠高速流动的液体及其携带的磨粒冲刷工件表面达到抛光的目的。斯曼克磨粒流抛光电解抛光、流体抛光等方法很难精确控制零件的几何精确度，而化学抛光、超声波抛光、磁研磨抛光等方法的表面质量又达不到要求，所以精密模具的镜面加工还是以机械抛光为主。

为实现超高真空，要对腔体进行150～250℃的高温烘烤，以促使材料表面和内部的气体尽快放出。烘烤方式有在腔体外壁缠绕加热带、在腔体外壁固定铠装加热丝或直接将腔体置于烘烤帐篷中。比较经济简单的烘烤方法是使用加热带，加热带的外面再用铝箔包裹，防止热量散失的同时也可使腔体均匀受热。但在实际真空烘烤过程中，不知道是否有效防止热量流失，是否存在热量“漏点”，造成能耗的增加。公开号为CN112815630A的专利：一种溅射离子泵烘烤装置，包括离子泵泵体，离子泵泵体的泵腔为真空腔体，真空腔体内设有抽气单元，离子泵泵体上端中部固定安装有抽气通道，且抽气通道与真空腔体内部相通，抽气通道上端固定连接有真空法兰，离子泵泵体的真空腔体内部设有烘烤加热器。其需要订制专门的设备针对离子泵烘烤，更增加了整个真空腔室表面处理加工工艺的成本。