真空鍍膜設(shè)備在表面處理行業(yè)中用于在工件表面沉積功能性或裝飾性薄膜,其結(jié)構(gòu)由多個(gè)功能模塊組成,各模塊協(xié)同工作以完成鍍膜過程。
真空室是設(shè)備的主體部分,通常采用不銹鋼材料制造,形狀多為圓筒形或矩形。真空室內(nèi)部需要保持較高的清潔度,內(nèi)壁經(jīng)過拋光處理,減少吸附氣體和污染物。真空室門設(shè)有觀察窗,便于操作人員觀察內(nèi)部工件狀態(tài)及弧光放電情況。門上裝有密封圈,關(guān)門時(shí)與室體形成真空密封。真空室底部設(shè)有抽氣口,與真空系統(tǒng)連接;頂部或側(cè)面設(shè)有進(jìn)氣口,用于充入工作氣體或反應(yīng)氣體。
真空系統(tǒng)包括機(jī)械泵、羅茨泵、擴(kuò)散泵或分子泵等。機(jī)械泵作為前級(jí)泵,負(fù)責(zé)將真空室從大氣壓抽至低真空狀態(tài)。羅茨泵在機(jī)械泵的基礎(chǔ)上提高抽速,快速進(jìn)入高真空。高真空泵通常采用擴(kuò)散泵或分子泵,擴(kuò)散泵通過油蒸汽噴射實(shí)現(xiàn)抽氣,適用于大容量真空室;分子泵通過高速旋轉(zhuǎn)的葉片撞擊氣體分子,適合無油清潔環(huán)境。各泵之間通過閥門切換和隔離,保證抽氣過程的連續(xù)性。
鍍膜源系統(tǒng)根據(jù)工藝不同分為蒸發(fā)源和濺射源。蒸發(fā)源包括電阻加熱蒸發(fā)舟和電子束蒸發(fā)槍。電阻加熱蒸發(fā)舟采用鉬、鉭等難熔金屬,通電后產(chǎn)生高溫使膜料熔化蒸發(fā)。電子束蒸發(fā)槍利用高能電子束轟擊膜料,使膜料局部高溫蒸發(fā),適合高熔點(diǎn)材料。濺射源通常為磁控靶,靶材背面裝有磁鋼,在電場(chǎng)和磁場(chǎng)共同作用下產(chǎn)生輝光放電,轟擊靶材表面使原子濺出。多弧源是離子鍍膜設(shè)備的常見配置,通過在靶面產(chǎn)生電弧使靶材蒸發(fā)并電離,離化率高。
工件架系統(tǒng)用于承載待鍍工件。工件架通常設(shè)計(jì)為行星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu),使工件在公轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)行自轉(zhuǎn),保證鍍層均勻性。工件架與真空室絕緣,可施加偏壓。偏壓電源提供負(fù)偏壓,吸引正離子轟擊工件表面,起到清洗和活化作用。工件架材料需選用不銹鋼,避免在高溫下釋放氣體。
加熱系統(tǒng)用于提高工件溫度,促進(jìn)膜層原子擴(kuò)散,提高附著力。加熱元件通常采用石英燈管或不銹鋼加熱管,布置在真空室四周。溫度傳感器采用熱電偶,安裝在工件附近,實(shí)時(shí)反饋溫度至溫控儀。冷卻系統(tǒng)用于保護(hù)密封圈和降低設(shè)備溫度,采用水冷方式,在真空室壁、擴(kuò)散泵、濺射靶等處設(shè)置水套或水管。
控制系統(tǒng)采用PLC和觸摸屏,實(shí)現(xiàn)對(duì)抽真空、加熱、鍍膜、冷卻等過程的自動(dòng)控制。操作人員可通過觸摸屏設(shè)定工藝參數(shù),監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)。安全聯(lián)鎖系統(tǒng)保證在真空度不足、冷卻水?dāng)嗔鞯犬惓G闆r下自動(dòng)保護(hù)。