多弧離子PVD鍍膜設(shè)備工藝及應(yīng)用離子鍍基本工藝流程主要是工件的預(yù)熱，離子轟擊濺射清洗，離子沉積；影響離子鍍膜層質(zhì)量的工藝參數(shù)主要是基片偏壓，鍍膜真空度和反應(yīng)氣氣體分壓，基片溫度，蒸發(fā)源功率。
(1)離子鍍基本工藝流程
①工件的預(yù)熱．
一般的離子鍍方法使用烘烤加熱裝置對(duì)工件進(jìn)行加熱，而熱陰極離子鍍則是利用等離子電子束轟擊工件；電弧離子鍍是利用金屬離子轟擊工件，對(duì)工件加熱，達(dá)到預(yù)熱的目的，有時(shí)電弧離子鍍也采用輔助烘烤加熱裝置對(duì)工件進(jìn)行預(yù)熱。
②離子轟擊濺射清洗．
一般離子鍍的離子轟擊濺射清洗是基片施加負(fù)偏壓，利用輝光放電產(chǎn)生的氬離子轟擊基片，對(duì)基片進(jìn)行離子轟擊濺射清洗，而熱陰極離子鍍是利用等離子電子束轟擊輔助陽(yáng)級(jí)，氬離子轟擊基片進(jìn)行離子轟擊濺射清洗；電弧離子鍍是利用金屬離子轟擊工件，對(duì)工件加熱的同時(shí)對(duì)工件進(jìn)行離子轟擊濺射清洗。
③離子沉積.
不同的離子鍍方法在離子沉積時(shí)，所使用的源和離化方法不同，具體的設(shè)備不同，沉積的膜層不同，其工藝程序和工藝參數(shù)也不同，因此，應(yīng)根據(jù)具體情況確定沉積的工藝程序和工藝參數(shù)，還應(yīng)注意在整個(gè)沉積過(guò)程中保持工藝參數(shù)的穩(wěn)定。
(2)影響離子鍍膜層質(zhì)量的工藝參數(shù)
①基片偏壓.
離子鍍膜基片施加負(fù)偏壓后；各種離子和高能中性粒子流以較高的能量轟擊基片表面．基片負(fù)偏壓的提高，會(huì)使基片表面獲得更高的能量，可能形成偽擴(kuò)散層，提高膜層與基體的附著力，還可以改變膜層的組織、結(jié)構(gòu)和性能，如細(xì)化晶粒，圖2表明，隨著基片負(fù)偏壓的提高，膜層組織變細(xì)，但是，基片負(fù)偏壓的提高也會(huì)產(chǎn)生一些不利的影響，如反濺射作用的增加，使膜層表面受到刻蝕，使表面光潔程度降低，圖3表明了空心陰極離子鍍鉻時(shí)，基片負(fù)偏壓對(duì)鉻膜表面光澤度的影響，基片負(fù)偏壓的提高還會(huì)使沉積速率降低，使基片溫度升高，圖4表明了電弧離子鍍tin膜基片負(fù)偏壓對(duì)沉積速率的影響，因此，應(yīng)根據(jù)不同的離子鍍方法、不同的膜層及使用要求選擇適當(dāng)?shù)幕?fù)偏壓。
②鍍膜真空度和反應(yīng)氣體分壓.
離子鍍膜真空度對(duì)膜層組織、性能的影響與真空蒸鍍時(shí)的影響規(guī)律相似，但反應(yīng)氣體分壓對(duì)反應(yīng)離子鍍鍍制化合物膜的成分、結(jié)構(gòu)和性能有直接的影響，圖5是hcd離子鍍tin膜的硬度與氮?dú)夥謮旱年P(guān)系，因此反應(yīng)氣體的分壓應(yīng)根據(jù)離子鍍方法，化合物膜層的成分、性質(zhì)、使用要求以及設(shè)備來(lái)選擇
③基片溫度.
離子鍍膜基片溫度的高低直接影響著膜層的組織、結(jié)構(gòu)和性能。一般情況下，溫度的增高有利于提高膜層與基片的附著力，有利于改善膜層的組織與性能。但是，溫度過(guò)高，則會(huì)使沉積速率降低，有時(shí)還會(huì)使膜層晶粒粗大，性能變壞；圖6中hcd離子鍍鉻膜顯微硬度受基片溫度影響的規(guī)律。另外，基片溫度的選擇還要受基片材料性質(zhì)的限制，如鋼材的回火溫度等
④蒸發(fā)源功率．
蒸發(fā)源功率對(duì)蒸發(fā)速率有直接的影響，進(jìn)而影響沉積速率，影響膜層的組織、性能，對(duì)反應(yīng)沉積化合膜時(shí)蒸發(fā)源功率也將影響膜層的成分。
為了獲得所需性能的膜層，應(yīng)綜合分析、考慮各種因素，迭擇鍍膜方法和確定合理的鍍膜工藝參數(shù)。
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