[发明专利]霍尔源激励磁控溅射增强型多弧离子镀膜方法

摘要

本发明公开了一种霍尔源激励磁控溅射增强型多弧离子镀膜方法，采用霍尔源激励磁控溅射增强型多弧离子镀膜设备制备包括TiN、TiC、(Ti，Si)N、(Ti，Si)C、(Ti，Si)CN、Ti(CN)、(Ti，Al)N的硬质薄膜材料，该方法对在设备中待处理工件先进行表面处理后，然后加热至300－350℃，在1－2×10^－1Pa的气压条件下，通入工作气体Ar和N₂，并由设备的直流电源和中频交流电源提供电压，由设备中的霍尔源提供高离化率的反应气体离子，此时高能电子与气体分子碰撞离化产生辉光放电，形成具有化学活性的离子和自由基在工件表面发生反应沉积成薄膜，沉积速率每小时2.0μm到4.0μm；薄膜沉积形成后，对炉体内充入保护性气氛冷却出炉，即在工件表面得到硬质薄膜，可满足苛刻服役环境下的各种工模具表面处理的工业化需要。

主权项

1.霍尔源激励磁控溅射增强型多弧离子镀膜方法，采用霍尔源激励磁控溅射增强型多弧离子镀膜设备制备硬质薄膜材料，其特征在于，包括下列步骤：1)将待处理工件置入霍尔源激励磁控溅射增强型多弧离子镀膜设备的炉体反应室内，打开真空系统对炉体抽真空至5×10-4Pa时，即打开气体供给系统中的Ar，保持Ar流量为100ml/min，借助设备中的偏压电源系统产生的等离子体场中的高能离子轰击工件表面10分钟，使待处理工件表面得到清洁处理；2)随后开启加热系统，加热至300-350℃保持15分钟后，在1-2×10-1Pa的气压条件下，通入工作气体Ar和N2，保持流量为500ml/min，并由设备的直流电源为多弧靶材提供25V电压，由中频交流电源为磁控溅射靶材提供200V电压，由设备中的霍尔源提供高离化率的反应气体离子，此时高能电子与气体分子碰撞离化产生辉光放电，形成具有化学活性的离子和自由基，这些离子和自由基在工件表面发生反应沉积成薄膜，沉积速率每小时2.0μm到4.0μm；3)待工件表面的薄膜沉积形成后，依次关闭设备电源系统、加热系统和气体供给系统，并停止真空系统工作，结束镀膜处理，并对炉体内充入N2保护性气氛冷却至100℃以下出炉。