专利名称：：对细长工件进行pvd镀膜的方法
技术领域：
：本发明属于镀膜领域，尤其涉及一种对细长工件进行PVD镀膜的方法。
背景技术：
：目前物理气相沉积(PVD)涂层技术已普遍应用于多种材料的涂层处理，并且采用PVD涂层技术形成的薄膜与基体材料的结合程度较高。PVD涂层技术是在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质与惰性气体都发生电离，利用电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在基体材料上。细长工件一般是配合件，其在工作中很容易出现磨损和折断的现象，因此对细长工件的外形和尺寸要求比较严格。为了使细长工件能够有较高的工作寿命，需要在细长工件表面镀制一层可以提高其韧性和耐磨性的薄膜。在利用PVD涂层^支术对细长工件进行镀膜时，需要在工件上面施加0900伏特的负偏压，这样，细长工件便成为一带电导体。由于带电导体内部是一个等势体，所带电荷主要分布在导体的最外表面，工件的细长结构就会造成其尖端部位电荷累积过多，改变成膜区域的电场分布，造成所镀膜层厚度和均匀性难以控制，并且造成工件尖端形状被刻蚀改变，使工件外形和尺寸发生较大变化而不能使用。现有的屏蔽技术是在细长工件两边放置高于工件10毫米左右的夹具，夹具的直径大约为15毫米，夹具的摆放位置与细长工件的距离大于20毫米左右。然而，对于直径小于5毫米的细长工件来说，采用这种屏蔽方法产生的屏蔽效果并不理想
发明内容本发明所要解决的技术问题在于提供一种对细长工件进行PVD镀膜的方法，防止细长工件由于镀膜不均匀导致外形和尺寸发生改变。本发明是这样实现的，一种对细长工件进行PVD镀膜的方法，包括以下步骤将工件退^f兹、去污、去油，再将工件放在烤箱内烘烤去掉其吸附的水分；将工件装炉并在其外部套设一个与其同心并与其间隔的屏蔽网；对工件进行PVD镀膜；镀膜完成后待炉内温度冷却到250°C以下再将产品出炉。本发明与现有技术相比，有益效果在于由于在细长工件外部套设一个与其同心并与其间隔的屏蔽网，电荷多集中在屏蔽网上面，使屏蔽网所包围的空间形成一个均匀电场区，细长工件在PVD镀膜过程中处于该均匀电场区内，所以离子化后的靶材可以均勾地沉积在细长工件表面，满足工件上的膜层厚度及膜层均匀性要求，提高镀膜质量，消除细长工件在镀膜后外形和尺寸发生改变的问题。图1是本发明一实施例提供的屏蔽网的立体示意图2是图1的一种展开图3是另一实施例提供的屏蔽网的立体示意图。具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明实施例的细长工件是指直径小于0.005米，长度大于0.15米的工件。对这种细长工件进行PVD镀膜需要进行如下步骤1、将工件在退;兹机上面退磁，然后经过超声波去污、去油，再将工件放在烤箱内烘烤去掉其吸附的水分。2、将工件装炉，并在工件外面套设一个与工件同心的屏蔽网。所述屏蔽网要满足如下条件用导电材料制成，且可以承受工艺所需的450。C以上的高温不变形，如不锈钢、铜等；可以在其包围的空间形成电场均匀区，且均匀区的大小远大于被镀工件的直径，如4倍以上，保证被镀工件在镀膜过程中不被屏蔽网遮挡；网孔面积大于被镀工件的截面面积，丝经小于被镀工件的直径，保证网孔和丝径的大小不对被镀工件产生遮挡；屏蔽网需高出细长工件顶端一定距离，以便充分屏蔽工件的顶端。3、对工件进行PVD镀膜。4、镀膜完成后待炉内温度冷却到250。C以下再将产品出炉。本实施例中采用瑞士PLATIT公司的PL70设备进行镀膜。该设备选用TiAl(钛铝合金)作为靶材，其炉内充入纯度大于99%以上的氮气，炉内真空度为15帕。调入设备中的TiAlN(氮化钛铝)程序，设置好参数后，它会自动完成整个镀膜过程。TiAlN程序是一个计算机控制镀膜过程的程序。其镀TiAlN的参数说明如下1、膜层厚度可以在010微米中选择；2、根据炉内装载工件的多少，装载量可以选择25Q/。、50%、75%、100%;3、根据工件和靶材表面的清洁程度，可以选择工件和靶材的清洗标准为Low"氐)、Standard(标准)、Strong(力口强)、S画Strong(才及强)；4、清洗工件时在工件上面施加的负偏压为700~900V，其清洗方式为往炉内通入惰性气体如氩气，工件与真空室壁之间由于高压作用产生放电，氩气电离成氩正离子，氩离子在负偏压的作用下不断的轰击工件把工件表面的杂质打掉，达到清洗工件的目的；5、镀TiAlN的炉内温度为380~450°C;根据所镀工件的不同，炉内加热时间可以在0.5-1.5小时范围内合理选择，确保工件被加热均匀。执行镀膜程序，加热、清洗工件后，通过电压和磁场的共同作用使靶材TiAl与氮气都离化成离子、原子或分子并以TiAlN的形式沉积在工件表面。镀膜结束后；等炉内温度冷却到250。C以下之后再将产品出炉，得到具有需要膜层厚度的细长工件。为了保证镀膜厚度均匀，屏蔽网与工件同心并与工件间隔一定距离，同时也需工件在镀膜过程中以010转/分的转速自转，具体转速可根据所镀工件的不同作适当选择。下面以50:50原子比的TiAl作为靶材、炉内真空度为2.5帕并充入纯度为99.999°/。的氮气、阴极电弧源的电流为125安培，电压为19.5伏特的条件下，将TiAlN程序按照如下参数设置时，以对顶针镀膜为例进行说明。1、膜层厚度设置为1.9微米；2、炉内装载量设置为50%;3、因为镀膜前已经对工件进行过清洗，这里选择为低。4、清洗工件的负偏压选择为750V，防止氩离子以较快的速度轰击工件造成工件表面损伤。5、炉内加热温度选择为420°C、加热时间为l小时，使真空环境内的温度均匀。，在其中一顶针外面加设一屏蔽网，另外的顶针不加屏蔽网，对这些顶针在其他条件相同的情况下进行PVD镀膜。顶针在镀膜过程中以5转/分的速度自转。阴极电弧源表面产生弧光放电把TiAl靶材蒸发电离成离子，同时氮气也被电离成离子，它们在顶针附近化合成为TiAlN,并沉积在顶针表面，从而形成包覆在顶针外的膜层。如图1和图2所示，该针外的屏蔽网均匀设置若干网孔，所述网孔的大小为0.01x0.01米2。屏蔽网是先经过无水乙醇清洗，除去表面附着的油污，然后做成筒状。所述筒状屏蔽网的直径与顶针两端的夹具直径相当并且是顶针直径的46倍，例如0.013米。所述筒纟夫屏蔽网的高度大于顶针的长度，例如0.15米。一方面，屏蔽网的直径和长度设置使其与顶针之间有足够的距离而不致于在镀膜过程中对顶针造成遮挡；另一方面，屏蔽网的网孔均匀设置，一旦通电，屏蔽网内形成一均匀的电场区域，而顶针位于该电场区域的中心位置，能均匀吸收离化后的輩巴材。经过测试，得出结果如下表所示，两个没有加屏蔽网的顶针所镀膜层的厚度分别为9.5微米和9.3微米，加有屏蔽网的顶针所镀膜层的厚度为2.0微米；没有加屏蔽网的顶针由于有较多的离子轰击，其顶端的棱角已经变成圓角，而加有屏蔽网的顶针顶端的棱角变化极小。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>从上表可以看出，增加屏蔽网可以极大地改善顶针的成膜工艺。原因是在成膜过程中，在没有加屏蔽网的情况下，对顶针施加的负偏压使顶针上面累计电荷较多，所以有更多的TiAlN离子被吸引过去，从而膜层较厚；增加了屏蔽网后，由于电荷多集中在屏蔽网上面，屏蔽网所包围的空间形成一个均匀电场区，顶针在PVD镀膜过程中处于该均匀电场区的中心位置，而屏蔽网与顶针之间有足够的距离而不致于对顶针造成遮挡，所以离子化后的靶材可以均匀地沉积在顶针表面，满足顶针上的膜层厚度及膜层均匀性要求，提高镀膜质量，消除细长工件由于镀膜不均匀导致外形和尺寸发生改变的问题。对其他形状的细长工件进行镀膜时，由于被镀工件形状与顶针不同，屏蔽网的外形可随之作相应改变，但是其工作原理与对顶针进行镀膜时采用的屏蔽网相同。如图3所示，对拉紧螺杆镀膜时，拉紧螺杆外的屏蔽网设置为螺旋状。所述螺旋状屏蔽网所包围的空间的直径与工件两端的夹具直径相当并且是顶针直径的46倍，例如0.013米。所述螺旋状屏蔽网的两圈之间的距离均匀设置，其大小为0.01米，以保证网孔面积大于拉紧螺杆的截面面积，保证镀膜过程中屏蔽网不会对拉紧螺杆造成遮挡。所述筒状屏蔽网的高度大于顶针的长度，例如0.15米。经过测试，没有安装网屏蔽的拉紧螺杆由于其表面膜层较厚，使其直径增加很多，螺牙的刃口已经消失，所以安装螺母时比较费劲，需要用很大的力才可以装上；在镀膜过程中采用了屏蔽网屏蔽的拉紧螺杆上安装螺母非常容易，且螺牙表面还是带有刃口。本发明实施例通过屏蔽网将被镀细长工件罩起来，使被镀工件处于一均匀的电场区域内，从而提高镀膜质量，保证工件上的膜层厚度及均匀性达到要求。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。权利要求1、一种对细长工件进行PVD镀膜的方法，包括以下步骤将工件退磁、去污、去油，再将工件放在烤箱内烘烤去掉其吸附的水分；将工件装炉；对工件进行PVD镀膜；镀膜完成后待炉内温度冷却到250℃以下再将产品出炉；其特征在于，工件镀膜时其外部套设有一个与其同心并与其间隔的屏蔽网。2、如权利要求1所述的对细长工件进行PVD镀膜的方法，其特征在于，所述屏蔽网的材料为导电材料并且在450。C以上高温条件下不变形。3、如权利要求2所述的对细长工件进行PVD镀膜的方法，其特征在于，所述屏蔽网使用的材料为不锈钢或铜。4、如权利要求1所述的对细长工件进行PVD镀膜的方法，其特征在于，所述屏蔽网在其包围的空间形成电场均匀区，且均匀区的直径大于细长工件直径的4倍以上。5、如权利要求1所述的对细长工件进行PVD镀膜的方法，其特征在于，所述屏蔽网的网孔面积大于被镀工件的截面面积，丝径小于被镀工件的直径。6、如权利要求l所述的对细长工件进行PVD镀膜的方法，其特征在于，所述屏蔽网高出细长工件顶端，以便充分屏蔽工件的顶端。7、如权利要求1所述的对细长工件进行PVD镀膜的方法，其特征在于，所述细长工件在镀膜过程中以010转/分的转速自转。8.如权利要求1所述的对细长工件进行PVD镀膜的方法，其特征在于，所述屏蔽网为筒状或螺旋状，其网孔面积大于细长工件的截面面积、直径是细长工件直径的46倍、高度大于细长工件的长度。9、如权利要求8所述的对细长工件进行PVD镀膜的方法，其特征在于，所述屏蔽网网孔的相对两边之间的距离大于细长工件的直径。全文摘要本发明适用于镀膜领域，其目的在于提供一种对细长工件进行PVD镀膜的方法，包括以下步骤将工件退磁、去污、去油，再将工件放在烤箱内烘烤去掉其吸附的水分；将工件装炉并在其外部套设一个与其同心并与其间隔的屏蔽网；对工件进行PVD镀膜；镀膜完成后待炉内温度冷却到250℃以下再将产品出炉。本发明由于在细长工件外部套设一个与其同心并与其间隔的屏蔽网，电荷多集中在屏蔽网上面，屏蔽网所包围的空间形成一个均匀电场区，细长工件在PVD镀膜过程中处于该均匀电场区内，所以离子化后的靶材可以均匀地沉积在细长工件表面，满足工件上的膜层厚度及膜层均匀性要求，提高镀膜质量，消除细长工件在镀膜后外形和尺寸发生改变的问题。文档编号G12B17/02GK101418429SQ200710124089公开日2009年4月29日申请日期2007年10月25日优先权日2007年10月25日发明者军付,张家鑫,焱方,胡爱宾申请人:比亚迪股份有限公司