專利名稱：一種結構緊湊的特種多功能離子鍍槍的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及表面防護涂層制備領域，具體地說是一種結構緊湊的特種多功能離子鍍槍。
背景技術：
表面防護涂層技術是提高工模具及機械部件質量和使用壽命的重要途徑，作為材 料表面防護技術之一的PVD技術，以其廣泛的功能性、良好的環(huán)保性以及巨大的增效性等優(yōu)勢，可以提高工模具及機械零件表面的耐磨性、耐蝕性、耐熱性及抗疲勞強度等力學性能，極大的提高產品附加值，以保證現(xiàn)代機械部件及工模具在高速、高溫、高壓、重載以及強腐蝕介質工況下可靠而持續(xù)地運行。PVD主要分為真空蒸鍍、磁控濺射和離子鍍三個類型。在實際應用中，高質量的防護涂層必須具有致密的組織結構、無穿透性針孔、高硬度、與基體結合牢固等特點。真空蒸鍍和磁控濺射由于粒子能量和離化率低，導致膜層疏松多孔、力學性能差、難以獲得良好的涂層與基體之間的結合力，嚴重限制了該類技術在防護涂層制備領域的應用。而離子鍍涂層技術由于結構簡單、離化率高、入射粒子能量高，可以輕松得到其他方法難以獲得的高硬度、高耐磨性的陶瓷涂層、復合涂層，應用在工具、模具上面，可以使壽命成倍提高，較好地實現(xiàn)了低成本、高收益的效果；此外，離子鍍涂層技術具有低溫、高能兩個特點，幾乎可以在任何基材上成膜，應用范圍十分廣闊。電弧離子鍍所用的弧源結構是冷陰極弧源，電弧的行為被陰極表面許多快速游動，高度明亮的陰極斑點所控制，陰極斑點的運動對電弧等離子體的物理特性以及隨后的鍍膜特性有很大的影響。而離子鍍弧源是電弧等離子體放電的源頭，是離子鍍技術的核心部件。為了更好的提高沉積薄膜的質量和有效的利用靶材，提高放電穩(wěn)定性，必須對弧斑的運動進行合理的控制。而弧斑的有效控制必須有合理的機械結構與磁場結構配合，就目前工業(yè)常用的小尺寸弧源結構，常用的靶材結構有圓盤形、圓柱形、圓錐形、圓臺形；常用的磁場結構有軸向發(fā)散磁場、軸向聚焦磁場、旋轉磁場等；而不同的靶材與磁場位形配合的弧源結構都不一樣，而且設計復雜，適應性差，功能單一，如果需要變換靶材與磁場方式，就得全套更換整個弧源，造成了極大地浪費。對于工業(yè)鍍膜生產，產品的穩(wěn)定性、大面積均勻性、高效性都是必須考慮的。而由于弧源是點狀源，弧源前段等離子體的分布都是不均勻的，傳統(tǒng)的弧源機械結構復雜，靶材在真空室的位置固定，一般不會超過爐壁，對于一些特殊生產需求難以滿足；部分弧源結構體積過大，窗口直徑太小，等離子體交叉區(qū)域不明顯，很難實現(xiàn)工業(yè)化均勻鍍膜生產，產品合格率和均勻性大大降低，這也是磁過濾不能產業(yè)化生產的原因之一，磁過濾裝置體積龐大，很難在一個爐體實現(xiàn)密集的分布，因此等離子體傳輸窗口窄，窗口之間難以交叉，容易形成等離子體密度低的空缺區(qū)，對鍍膜生產不利。本發(fā)明對傳統(tǒng)弧源結構進行革新，提出了結構緊湊的特種多功能離子鍍槍
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種結構緊湊的特種多功能離子鍍槍，用以改善傳統(tǒng)電弧離子鍍弧源結構復雜、適應性差、功能單一、難以實現(xiàn)特殊鍍膜需求、操作復雜、靶材更換難度大、位置可調性差、等離子體空缺區(qū)域大的缺點。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是一種結構緊湊的特種多功能離子鍍槍，該離子鍍槍設有靶材、靶材底座、靶材屏蔽罩、永磁體或導磁環(huán)、冷卻水進水管道、靶材底柱、靶材底柱絕緣套、離子鍍槍底盤絕緣盤、離子鍍槍底盤、離子鍍槍底盤緊固板、冷卻水通道底座、電磁線圈；靶材安裝在靶材底座上，通過靶材底座冷卻銅板間接冷卻，靶材的外側設置靶材屏蔽罩；靶材底座內部通過冷卻通道隔板形成上下冷卻水通道；靶材底座安裝在細長型的靶材底柱上，電磁線圈圍套在靶材底座后的靶材底柱周圍；靶材底柱底部安裝冷卻水通道底座，與冷卻水管相連接；電源接頭端子安裝在靶材底柱上；離子鍍槍底盤通過靶材底柱絕緣套與靶材底柱安裝，離子鍍槍裝置通過離子鍍槍底盤的安裝孔與真空室連接安裝；靶材底柱的外側設置靶材底柱絕緣套，靶材底柱絕緣套的外側設置離子鍍槍底盤 絕緣盤、尚子鍍槍底盤、尚子鍍槍底盤緊固板，尚子鍍槍底盤的一側設置尚子鍍槍底盤緊固板，離子鍍槍底盤緊固板通過靶材底柱絕緣套上的絕緣套盤與離子鍍槍底盤隔開，離子鍍槍底盤的另一側設置離子鍍槍底盤絕緣盤；靶材底柱的內側設置永磁體或導磁環(huán)和冷卻水進水管道，永磁體或導磁環(huán)設置于冷卻水進水管道的外側。所述的結構緊湊的特種多功能離子鍍槍，靶材底座設有靶材底座盤、靶材底柱連接管、靶材底座冷卻銅板、靶材底座冷卻水通道、靶材安裝柱環(huán)套、靶材底座冷卻通道隔板、靶材底座冷卻水進水管；靶材底座盤、靶材底柱連接管、靶材底座冷卻銅板、靶材安裝柱環(huán)套、靶材底座冷卻通道隔板、靶材底座冷卻水進水管同軸安裝；靶材底座冷卻銅板焊接在靶材安裝柱環(huán)套上，與靶材安裝柱環(huán)套上端面留有距離，靶材安裝柱環(huán)套上端面與靶材底座冷卻銅板之間的柱環(huán)套內壁設有螺紋，靶材通過該螺紋安裝在靶材底座上，與冷卻銅板緊密接觸；靶材底座冷卻通道隔板為中間有圓孔、邊緣有間隔縫隙的薄圓板，間隔縫隙形狀任意均勻設置，間隔縫隙作為冷卻水出水通道口 ；靶材底座冷卻通道隔板同軸焊接在靶材安裝柱環(huán)套上，與靶材底座冷卻銅板有間隔，形成底座冷卻水上通道；與靶材底座盤有間隔，形成底座冷卻水下通道；靶材底座冷卻通道隔板中間的圓孔連接在靶材底座冷卻水進水管上，進水管外壁有密封槽，冷卻水進水管道通過密封槽內的密封圈與靶材底座冷卻水進水管緊密連接；冷卻水通過靶材底座冷卻水進水管流入靶材底座冷卻水上通道，通過靶材底座冷卻通道隔板邊緣間隔縫隙的出水通道口流入靶材底座冷卻水下通道，冷卻水在靶材底座冷卻水上通道內從中間向邊緣流通，形成對靶材底座冷卻銅板上緊密接觸的靶材的有效冷卻；靶材底座盤為中間有一圓孔的薄圓盤，該圓孔與靶材底座冷卻水進水管形成環(huán)形間隔，作為冷卻出水口，冷卻水通過該間隔冷卻出水口從靶材底座冷卻水下通道流出，流入靶材底柱內的冷卻水通道中，形成冷卻水的有效流通；靶材安裝柱環(huán)套焊接在靶材底座盤上，靶材安裝柱環(huán)套外徑比靶材底座盤外徑小，形成靶材屏蔽罩支撐臺；靶材底柱連接管外壁設有螺紋，通過該螺紋與靶材底柱連接。所述的結構緊湊的特種多功能離子鍍槍，靶材形狀為圓盤形、圓柱形、圓錐形或圓臺形，靶材尺寸為直徑30-200_，靶材底部有外螺紋，靶材通過底部外螺紋安裝在靶材底座上，與靶材底座冷卻銅板緊密接觸；靶材底柱、靶材底座的靶材底柱連接管和冷卻水通道底座外尺寸根據具體靶材尺寸及弧源結構調節(jié)，設置為靶材尺寸的1/Γ1/1之間，采用細長型緊湊結構；靶材屏蔽罩為低功函數(shù)的材料鋼環(huán)、陶瓷環(huán)或高溫塑料環(huán)；靶材屏蔽罩為圓筒形，套裝在靶材安裝柱環(huán)套外的支撐臺上；靶材屏蔽罩與靶材之間形成間隙，間隙尺寸小于3mm ；永磁體或導磁環(huán)圍磁軛套在冷卻水進水管道周圍的環(huán)形支撐臺上，永磁體采用釹鐵硼類高磁導率的鐵磁性材料，導磁環(huán)由高磁導率的鍍鎳純鐵或者其他材料制作。所述的結構緊湊的特種多功能離子鍍槍，冷卻水進水管道為細不銹鋼薄壁管，冷卻水進水管道通過靶材底座冷卻水進水管外壁的密封槽內的密封圈與靶材底座冷卻水進水管緊密連接，形成冷卻水進水通道；冷卻水進水管道上部有一環(huán)形圓臺，作為永磁體或導 磁環(huán)支撐臺，環(huán)形圓臺與靶材底柱有間隔，形成冷卻水出水通道，從靶材底座盤間隔冷卻出水口流出的冷卻水通過該冷卻水出水通道流出，流入靶材底柱冷卻水通道中，形成冷卻水的有效流通。所述的結構緊湊的特種多功能離子鍍槍，靶材底柱為粗不銹鋼厚壁管，靶材底柱外壁設有環(huán)形密封槽，通過槽內的密封圈與靶材底柱絕緣套之間形成有效的密封；靶材底柱上部設有柱環(huán)套，柱環(huán)套長度與靶材底座的靶材底柱連接管長度一致，柱環(huán)套外徑與靶材底柱外徑一致，柱環(huán)套內徑與靶材底座的靶材底柱連接管外徑一致，大于靶材底柱內徑，形成底柱上部臺階，靶材底柱的內徑與靶材底座的靶材底柱連接管內徑一致，柱環(huán)套內壁設有螺紋，通過上部內螺紋與靶材底座的靶材底柱連接管連接，底柱上部臺階設有環(huán)形密封槽，靶材底座的靶材底柱連接管底部緊壓密封槽內的密封圈，形成與靶材底柱的有效密封；靶材底柱與冷卻水進水管道之間形成冷卻水通道；靶材底柱下部外壁設有一定長度的螺紋，通過下部外螺紋與冷卻水通道底座連接。所述的結構緊湊的特種多功能離子鍍槍，離子鍍槍底盤為一帶中心圓孔的不銹鋼盤，底盤外尺寸與爐體法蘭尺寸一致，中心孔直徑與靶材底柱絕緣套外徑一致，圍套在靶材底柱絕緣套上，下部與絕緣套盤上面緊密接觸；離子鍍槍底盤靠近邊緣設置有6-8個安裝孔，與爐體法蘭安裝孔一致，通過該安裝孔將離子鍍槍裝置安裝在真空室上；離子鍍槍底盤下部靠近中心孔設有密封槽，密封槽外徑小于絕緣套盤外徑，通過槽內密封圈與絕緣套盤之間緊密接觸形成有效的密封；底盤靠近密封槽附近設置有6-8個螺紋孔，螺紋孔內邊緣大于絕緣套盤外徑，通過該螺紋孔與緊固板進行連接，將絕緣套盤緊固在離子鍍槍底盤與尚子鍍槍底盤緊固板之間。所述的結構緊湊的特種多功能離子鍍槍，靶材底柱絕緣套為高分子管套，管套內徑與靶材底柱外徑一致，通過靶材底柱外壁的密封圈進行絕緣密封，管套圍套在靶材底柱周圍，管套上部與靶材底柱平齊；靶材底柱絕緣套外設有絕緣套盤，絕緣套盤的位置無限制，根據實際應用需求設置，通過絕緣套盤位置調節(jié)靶材在爐內的位置，調節(jié)靶基距以及等離子體分布；絕緣套盤上部與離子鍍槍底盤接觸，通過底盤密封圈形成有效的密封；絕緣套盤下部與離子鍍槍底盤緊固板接觸，通過底盤緊固板密封圈形成有效的密封。所述的結構緊湊的特種多功能離子鍍槍，離子鍍槍底盤緊固板為一帶中心圓孔的具有不銹鋼盤，離子鍍槍底盤外尺寸比絕緣套盤外尺寸大，中心孔直徑與靶材底柱絕緣套外徑一致，圍套在靶材底柱絕緣套上，上部與絕緣套盤下面緊密接觸；離子鍍槍底盤緊固板靠近邊緣設置有6-8個離子鍍槍底盤緊固板安裝孔，與離子鍍槍底盤下部螺紋孔一致，通過該安裝孔將絕緣套盤緊固在離子鍍槍底盤與離子鍍槍底盤緊固板之間；緊固板上部靠近中心孔設有密封槽，通過槽內密封圈與絕緣套盤之間緊密接觸形成有效的密封。所述的結構緊湊的特種多功能離子鍍槍，冷卻水通道底座由上部的不銹鋼圓筒和下部的圓柱體組成，不銹鋼圓筒頂部設有柱環(huán)套，柱環(huán)套長度與靶材底柱下部外螺紋長度一致，柱環(huán)套內徑與靶材底柱外徑一致，外徑與不銹鋼圓筒外徑一致，不銹鋼圓筒內徑與靶材底柱內徑一致， 形成冷卻水通道底座上部臺階，柱環(huán)套內壁設有螺紋，通過柱環(huán)套內螺紋與靶材底柱連接，冷卻水通道底座上部臺階設有環(huán)形密封槽，靶材底柱底部緊壓密封槽內的密封圈，形成與冷卻水通道底座的有效密封；上部不銹鋼圓筒側壁開有一臺階形雙孔，夕卜孔內徑大于內孔內徑，該臺階形雙孔作為出水管安裝孔，出水管和外孔形成緊密結合，出水管外徑和外孔內徑一致，出水管內徑和內孔內徑一致，出水管底部與雙孔臺階接觸，雙孔離下部的圓柱體上部有一距離；下部的圓柱體中心開有一臺階形三孔，上孔內徑與冷卻水進水管道外徑一致，中孔內徑與冷卻水進水管道內徑一致，上孔與中孔形成一臺階，冷卻水進水管道底部與該臺階接觸連接；下孔內徑大于中孔內徑，下孔與中孔形成臺階形孔，該臺階形孔作為進水管安裝孔，進水管和下孔形成緊密結合，進水管外徑和下孔內徑一致，進水管內徑和中孔內徑一致或大于中孔，進水管底部與下孔與中孔之間的臺階接觸連接；上部的不銹鋼圓筒和下部的圓柱體的長度根據實際需要調節(jié)，冷卻水通道底座、靶材底柱與冷卻水進水管道之間形成冷卻水通道底部儲水腔，整個離子鍍槍的冷卻水從冷卻水通道底座底部進水管流入，從冷卻水通道底座側壁出水管流出，形成對離子鍍槍的有效冷卻。所述的結構緊湊的特種多功能離子鍍槍，電磁線圈圍套在靶材底座后端的靶材底柱絕緣套周圍，與離子鍍槍底盤之間通過一絕緣環(huán)接觸；電磁線圈由漆包線繞制在線圈骨架上，電磁線圈內外通過絕緣保護；電磁線圈通直流電或交變電流，通過電壓調節(jié)磁場的強度，通過交變頻率調節(jié)磁場的變化頻率；交變流電形式為頻率可調的直流偏置三角波、鋸齒波、半正弦波、正弦波或其他形式的交變電流，交變電流電壓幅度可調，偏置電流電壓幅度可調；交流電發(fā)生電源采用數(shù)字合成任意波信號發(fā)生器和功率放大器組成，或電晶體放大方式，或PWM脈寬調制方式實現(xiàn)；交流電發(fā)生電源實現(xiàn)多種波形、實現(xiàn)高低頻不同頻段變頻控制。本發(fā)明的多用途多結構的優(yōu)點和適應型體現(xiàn)在I.本發(fā)明可適用于靶材形狀為圓盤形、圓柱形、圓錐形、圓臺形等多種靶材結構，靶材尺寸為直徑30-200mm等多尺寸，本發(fā)明靶材后電磁線圈產生的軸向磁場可對多種靶材結構的弧斑運動進行有效的控制。2.本發(fā)明結構簡易緊湊有效，可自由設置冷卻水套的長度，自由調節(jié)靶材在真空室內的位置，操作簡便、靶材更換容易、位置可調性好、便于整機設計及滿足工業(yè)生產對真空室內等離子體分布的各種需求。3.本發(fā)明靶座法蘭盤后的結構緊湊簡易，美觀大方，節(jié)省空間，便于工業(yè)生產操作。4.本發(fā)明的可以實現(xiàn)多種特殊鍍膜需求、如內壁鍍膜，多元復合鍍膜等；同時，配合圍繞靶材法蘭外的各種磁場設置，如旋轉磁場、軸向磁場等，實現(xiàn)多種復合磁控鍍膜方式。5.本發(fā)明中電磁線圈電流形式可以使直流、頻率可調的直流偏置三角波、鋸齒波、半正弦波、正弦波及其他形式的交變電流，可以實現(xiàn)對弧斑的多種控制方式，適應不同的條件和需要。6.本發(fā)明中各個部件可以獨立制作安裝，裝卸容易，可單獨更換，調節(jié)范圍大，成本低，易于推廣。
圖I為本發(fā)明實施例I結構緊湊的特種多功能離子鍍槍二維平面結構示意圖；圖2 Ca)-圖2 (C)是本發(fā)明離子鍍槍裝置的靶材底座結構示意圖；其中，圖2 (a)是主視圖；圖2 (b)是圖2 (a)中靶材底座冷卻水進水管的局部視圖；圖2 (C)是圖2 (a)中靶材底座冷卻水通道隔板的局部視圖。圖3是本發(fā)明離子鍍槍裝置的冷卻水進水管結構示意圖；圖4是本發(fā)明離子鍍槍裝置的冷卻水通道底座結構示意圖；圖5 (a)-圖5 (C)是本發(fā)明離子鍍槍裝置的離子鍍槍底盤緊固板結構示意圖；其中，圖5 (a)是主視圖；圖5 (b)是圖5 Ca)中的A_A剖視圖；圖5 (C)是圖5 Ca)中的B-B剖視圖。圖6是本發(fā)明離子鍍槍裝置的離子鍍槍底盤結構示意圖；圖7 Ca)-圖7 (b)是本發(fā)明離子鍍槍裝置的靶材底柱結構示意圖；其中，圖7 (a)是主視圖；圖7 (b)是側視圖。圖8是本發(fā)明實施例I軸向磁場在圓盤形靶材周圍分布示意圖；圖9是本發(fā)明實施例2靶材為圓柱形的結構緊湊的特種多功能離子鍍槍的二維平面結構示意圖；圖10是本發(fā)明實施例2軸向磁場在圓柱形靶材周圍分布示意圖；圖11是本發(fā)明實施例3靶材為圓錐形的結構緊湊的特種多功能離子鍍槍的二維平面結構示意圖；圖12是本發(fā)明實施例3軸向磁場在圓錐形靶材周圍分布示意圖；圖13是本發(fā)明實施例4靶材為圓臺形的結構緊湊的特種多功能離子鍍槍的二維平面結構示意圖；圖14是本發(fā)明實施例4軸向磁場在圓臺形靶材周圍分布示意圖。圖中，I圓盤形靶材；2靶材屏蔽罩；3靶材底座冷卻銅板；4靶材底座；5靶材底座冷卻通道隔板；6靶材底柱連接管；7永磁體或導磁環(huán)；8冷卻水進水管道；9電磁線圈；10靶材底柱；11靶材底柱絕緣套；12離子鍍槍底盤絕緣盤；13離子鍍槍底盤；14離子鍍槍底盤緊固板；15冷卻水通道底座；16進水口 ；17出水口 ；18永磁體或導磁環(huán)支撐臺；19冷卻水通道底座柱環(huán)套；20冷卻水進水管道支撐臺；21出水管支撐臺；22進水管支撐臺；23冷卻水通道底座環(huán)形密封槽；24柱環(huán)套；25環(huán)形密封槽；26靶材底柱環(huán)形密封槽；27靶材底柱下螺紋；28離子鍍槍底盤下密封槽；29離子鍍槍底盤上密封槽；30離子鍍槍底盤安裝孔；31離子鍍槍底盤緊固板密封槽；32離子鍍槍底盤緊固板安裝孔；33圓柱形靶材；34軸向磁力線；35圓錐形祀材；36祀材冷卻水腔；37圓臺形祀材；38磁場與祀材相交夾角；39靶材底座盤；40靶材底座冷卻水下通道；41靶材安裝柱環(huán)套；42靶材底座冷卻水進水管；43絕緣套盤；44間隔縫隙；45密封槽；46靶材底座冷卻水上通道。
具體實施例方式下面通過實施例和附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。實施例I :圖I為本發(fā)明實施例I結構緊湊的特種多功能離子鍍槍二維平面結構示意圖；從圖可以看出，本發(fā)明實施例I結構緊湊的特種多功能離子鍍槍包括圓盤形靶材I、靶材屏蔽罩2、靶材底座冷卻銅板3、靶材底座4、靶材底座冷卻通道隔板5、靶材底柱連接管6、永磁體或導磁環(huán)7、冷卻水進水管道8、電磁線圈9、靶材底柱10、靶材底柱絕緣套11、離子鍍槍底盤絕緣盤12、離子鍍槍底盤13、離子鍍槍底盤緊固板14、冷卻水通道底座15、進水口 16、出水口 17等，具體結構如下靶材I形狀為圓盤形，靶材尺寸為直徑100mm，靶材I的外側設置靶材屏蔽罩2 ;靶材I底部有外螺紋，靶材I通過底部外螺紋安裝在靶材底座4的靶材安裝柱環(huán)套41上，靶材I底部與靶材底座冷卻銅板3緊密接觸，通過靶材底座冷卻銅板3間接冷卻；靶材底座4通過靶材底座盤39安裝在靶材底柱10上，電磁線圈9圍套在靶材底座4后的靶材底柱10周圍；靶材底座4中設置有靶材底座冷卻通道隔板5，靶材底座冷卻通道隔板5將靶材底座4中的空腔分成靶材底座冷卻水上通道46和靶材底座冷卻水下通道40，靶材底座冷卻通道隔板5中間的圓孔通過靶材底座冷卻水進水管42與冷卻水進水管道8連通。靶材底柱10的外側設置靶材底柱絕緣套11，靶材底柱絕緣套11的外側設置離子鍍槍底盤絕緣盤12、離子鍍槍底盤13、離子鍍槍底盤緊固板14，離子鍍槍底盤13的一側設置離子鍍槍底盤緊固板14，離子鍍槍底盤緊固板14通過靶材底柱絕緣套11上的絕緣套盤43與尚子鍍槍底盤13隔開，尚子鍍槍底盤13與尚子鍍槍底盤緊固板14之間,通過在尚子鍍槍底盤緊固板密封槽31中設置密封圈形成密封，離子鍍槍底盤13的另一側設置離子鍍槍底盤絕緣盤12。
靶材底柱10的內側設置永磁體或導磁環(huán)7和冷卻水進水管道8，永磁體或導磁環(huán)7設置于冷卻水進水管道8的外側。靶材底柱10的一端與冷卻水通道底座15連接，冷卻水進水管道8伸至冷卻水通道底座15中，與冷卻水通道底座15的進水口 16相通，冷卻水通道底座15與靶材底柱10之間的通道與出水口 17相通。靶材底柱10的另一端，與靶材底柱連接管6連接。圖2是本發(fā)明離子鍍槍裝置的靶材底座結構示意圖，可以看出靶材底座4設有靶材底座盤39、靶材底柱連接管6、靶材底座冷卻銅板3、靶材底座冷卻水下通道40、靶材安裝柱環(huán)套41、靶材底座冷卻通道隔板5、靶材底座冷卻水進水管42 ;靶材底座盤39、靶材底柱連接管6、靶材底座冷卻銅板3、靶材安裝柱環(huán)套41、靶材底座冷卻通道隔板5、靶材底座冷卻水進水管42同軸安裝；靶材底座冷卻銅板3焊接在靶材安裝柱環(huán)套41上，與靶材安裝柱環(huán)套41上端面留有一定的距離，靶材安裝柱環(huán)套41上端面與靶材底座冷卻銅板3之間的環(huán)套內壁設有螺紋，靶材I通過該螺紋安裝在靶材底座4上，靶材I與冷卻銅板3緊密接觸；靶材底座冷卻通道隔板5為中間有圓孔、邊緣有間隔縫隙44的薄圓板，間隔縫隙形狀可任意均勻設置，間隔縫隙作為冷卻水出水通道口，如圖3靶材底座結構示意圖所示。
靶材底座冷卻通道隔板5同軸焊接在靶材安裝柱環(huán)套41上，與靶材底座冷卻銅板3有一定的間隔，形成靶材底座冷卻水上通道46 ;靶材底座冷卻通道隔板5與靶材底座盤39有一定的間隔，形成靶材底座冷卻水下通道40 ;靶材底座冷卻通道隔板5中間的圓孔連接在靶材底座冷卻水進水管42上，靶材底座冷卻水進水管42外壁有若干密封槽45，冷卻水進水管道8通過密封槽內的密封圈與靶材底座冷卻水進水管42緊密連接。冷卻水通過靶材底座冷卻水進水管42流入靶材底座冷卻水上通道46，通過靶材底座冷卻通道隔板5邊緣間隔縫隙的出水通道口流入靶材底座冷卻水下通道40，冷卻水在靶材底座冷卻水上通道46內從中間向邊緣流通，形成對靶材底座冷卻銅板3上緊密接觸的靶材I的有效冷卻；革巴材底座盤39為中間有一圓孔的薄圓盤,該圓孔與祀材底座冷卻水進水管42形成一定的環(huán)形間隔，作為冷卻出水口，冷卻水通過該間隔冷卻出水口從靶材底座冷卻水下通道40流出，流入靶材底柱10內的冷卻水通道中，形成冷卻水的有效流通。圖3是本發(fā)明離子鍍槍裝置的冷卻水進水管8結構示意圖，冷卻水進水管道8為一薄壁不銹鋼細長管，有一定的耐壓強度，冷卻水進水管道8通過靶材底座冷卻水進水管42外壁的密封槽45內的密封圈與靶材底座冷卻水進水管42緊密連接，形成冷卻水進水通道；冷卻水進水管道8上部有一環(huán)形圓臺，作為永磁體或導磁環(huán)支撐臺18，環(huán)形圓臺與靶材·底柱10有一定的間隔，形成冷卻水出水通道，從靶材底座盤39間隔冷卻出水口流出的冷卻水通過該冷卻水出水通道流出，流入靶材底柱10冷卻水通道中，形成冷卻水的有效流通。圖7是本發(fā)明離子鍍槍裝置的靶材底柱10結構示意圖，靶材底柱10為一較厚的不銹鋼圓筒(粗不銹鋼厚壁管，壁厚為5_)，圓筒外壁設有若干環(huán)形密封槽靶材底柱環(huán)形密封槽26，通過槽內的密封圈與靶材底柱絕緣套11之間形成有效的密封；靶材底柱上部設有柱環(huán)套24，柱環(huán)套24長度與靶材底座的靶材底柱連接管6長度一致，柱環(huán)套24外徑與靶材底柱10外徑一致，內徑與靶材底座的靶材底柱連接管6外徑一致，大于靶材底柱10內徑,形成底柱上部臺階,靶材底柱10的內徑與靶材底座的靶材底柱連接管6內徑一致，柱環(huán)套24內壁設有螺紋，通過上部內螺紋與靶材底座的靶材底柱連接管6連接，底柱上部臺階設有環(huán)形密封槽25，靶材底座的靶材底柱連接管6底部緊壓環(huán)形密封槽25內的密封圈，形成與靶材底柱10的有效密封；靶材底柱10與冷卻水進水管道8之間形成冷卻水通道；靶材底柱下部外壁設有一定長度的螺紋靶材底柱下螺紋27，通過靶材底柱下螺紋27與冷卻水通道底座15連接。靶材底柱10、靶材底座的靶材底柱連接管6和冷卻水通道底座15外徑設置為靶材尺寸IOOmm的1/4左右，即25_30mm，采用細長型緊湊結構，真空室內離子鍍槍的長度為200mm,真空室外尚子鍍槍的長度為180mm,方便整機設計及磁場布置。靶材安裝柱環(huán)套41焊接在靶材底座盤39上，靶材安裝柱環(huán)套41外徑比靶材底座盤39外徑小一定的距離，形成一定的靶材屏蔽罩2支撐臺；靶材底柱連接管6外壁設有一定長度的螺紋，通過該螺紋與靶材底柱10連接。靶材屏蔽罩2為低功函數(shù)的材料，可為鋼環(huán)、陶瓷環(huán)或高溫塑料環(huán)等；靶材屏蔽罩2為圓筒形，套裝在靶材安裝柱環(huán)套41外的支撐臺上；靶材屏蔽罩與靶材之間形成一定的間隙，間隙尺寸小于3_。永磁體或導磁環(huán)7圍磁軛套在冷卻水進水管道8周圍的環(huán)形永磁體或導磁環(huán)支撐臺18上,永磁體采用釹鐵硼鐵磁性材料，導磁環(huán)7由高磁導率的鍍鎳純鐵或者其他材料制作，導磁環(huán)7的磁導率為2000 6000H/m。圖6是本發(fā)明離子鍍槍裝置的離子鍍槍底盤13結構示意圖，離子鍍槍底盤13為一帶中心圓孔的具有一定厚度的不銹鋼盤，底盤外尺寸與爐體法蘭尺寸一致，中心孔直徑與靶材底柱絕緣套11外徑一致，圍套在靶材底柱絕緣套11上，離子鍍槍底盤13下部與靶材底柱絕緣套11的絕緣套盤43上面緊密接觸；離子鍍槍底盤13靠近邊緣設置有6-8個離子鍍槍底盤安裝孔30，與爐體法蘭安裝孔一致，通過該安裝孔將離子鍍槍裝置安裝在真空室上，離子鍍槍底盤13上開有離子鍍槍底盤上密封槽29，離子鍍槍底盤上密封槽29中安裝密封圈，離子鍍槍底盤13通過所述密封圈與真空室密封；離子鍍槍底盤13下部靠近中心孔設有離子鍍槍底盤下密封槽28，離子鍍槍底盤下密封槽28外徑小于靶材底柱絕緣套11的絕緣套盤43外徑，通過槽內密封圈與靶材底柱絕緣盤11之間緊密接觸形成有效的密封；離子鍍槍底盤13靠近密封槽附近設置有6-8個螺紋孔，螺紋孔內邊緣大于絕緣套盤43外徑，通過該螺紋孔與離子鍍槍底盤緊固板14進行連接，將絕緣套盤43緊固在離子鍍槍底盤13與離子鍍槍底盤緊固板14之間。靶材底柱絕緣套11為一定厚度的高分子管套，靶材底柱絕緣套11內徑與靶材底柱10外徑一致，通過靶材底柱10外壁的靶材底柱環(huán)形密封槽26進行絕緣密封，管套圍套在靶材底柱10周圍，管套上部與靶材底柱10平齊；靶材底柱絕緣套11外設有一絕緣套盤43，絕緣套盤43上部與離子鍍槍底盤13接觸，通過離子鍍槍底盤下密封槽28形成有效的密封；如圖I和圖5所示，絕緣套盤43下部與離子鍍槍底盤緊固板 14接觸，離子鍍槍底盤緊固板14與絕緣套盤43接觸面上開有離子鍍槍底盤緊固板密封槽31，通過離子鍍槍底盤緊固板密封槽31上的密封圈形成有效的密封。離子鍍槍底盤緊固板14為一帶中心圓孔的具有一定厚度的不銹鋼盤，離子鍍槍底盤緊固板14外尺寸比絕緣套盤43外尺寸略大，中心孔直徑與靶材底柱絕緣套11外徑一致，圍套在靶材底柱絕緣套11上，離子鍍槍底盤緊固板14上部與絕緣套盤43下面緊密接觸；離子鍍槍底盤緊固板14靠近邊緣設置有6-8個離子鍍槍底盤緊固板安裝孔32，與離子鍍槍底盤13下部螺紋孔一致，通過該安裝孔將絕緣套盤43緊固在離子鍍槍底盤13與離子鍍槍底盤緊固板14之間；離子鍍槍底盤緊固板14上部靠近中心孔設有離子鍍槍底盤緊固板密封槽31，通過槽內密封圈與絕緣套盤43之間緊密接觸形成有效的密封。圖4是本發(fā)明離子鍍槍裝置的冷卻水通道底座15結構示意圖，冷卻水通道底座15由上部較厚的不銹鋼圓筒和下部的圓柱體組成，不銹鋼圓筒頂部設有冷卻水通道底座柱環(huán)套19，冷卻水通道底座柱環(huán)套19長度與靶材底柱10下部外螺紋靶材底柱下螺紋27長度一致，冷卻水通道底座柱環(huán)套19內徑與靶材底柱10外徑一致，冷卻水通道底座柱環(huán)套19外徑與不銹鋼圓筒外徑一致，不銹鋼圓筒內徑與靶材底柱10內徑一致，形成冷卻水通道底座上部臺階，冷卻水通道底座柱環(huán)套19內壁設有螺紋,通過柱環(huán)套內螺紋與靶材底柱10連接，冷卻水通道底座15上部臺階設有冷卻水通道底座環(huán)形密封槽23，靶材底柱10底部緊壓密封槽內的密封圈，形成與冷卻水通道底座15的有效密封；上部不銹鋼圓筒側壁開有一臺階形雙孔，外孔內徑略大于內孔內徑，該臺階形雙孔作為出水管的安裝孔，出水管和外孔形成緊密結合，出水管外徑和外孔內徑一致，出水管內徑和內孔內徑一致，出水管底部與雙孔臺階(出水管支撐臺21)接觸，雙孔離下部的圓柱體上部有一定的距離；下部的圓柱體中心開有一臺階形三孔，上孔內徑與冷卻水進水管道外徑一致，中孔內徑與冷卻水進水管道內徑一致，上孔與中孔形成一臺階(冷卻水進水管道支撐臺20)，冷卻水進水管道8底部與該臺階接觸連接；下孔內徑略大于中孔內徑，下孔與中孔形成臺階形孔，該臺階形孔作為進水管安裝孔，進水管和下孔形成緊密結合，進水管外徑和下孔內徑一致，進水管內徑和中孔內徑一致或略大于中孔，進水管底部與下孔與中孔之間的臺階(進水管支撐臺22)接觸連接；上部較厚的不銹鋼圓筒和下部的圓柱體的長度根據實際需要調節(jié)，冷卻水通道底座15、靶材底柱10與冷卻水進水管道8之間形成冷卻水通道底部儲水腔，整個離子鍍槍的冷卻水從冷卻水通道底座15底部進水管流入，從冷卻水通道底座15側壁出水管流出，形成對離子鍍槍的有效冷卻。靶材底柱10底部安裝冷卻水通道底座15，與冷卻水管相連接；電源接頭端子安裝在靶材底柱10上；離子鍍槍底盤13通過靶材底柱絕緣套11與靶材底柱10安裝，離子鍍槍裝置通過離子鍍槍底盤13的安裝孔與真空室連接安裝。電磁線圈9圍套在靶材底座4后端的靶材底柱絕緣套11周圍，與離子鍍槍底盤 13之間通過一絕緣環(huán)(離子鍍槍底盤絕緣盤12)接觸，電磁線圈9通直流電，通過電壓磁場的強度。電磁線圈9在靶材產生的磁場(圖8)是本發(fā)明實施例I軸向磁場在圓盤形靶材周圍分布示意圖。電磁線圈9產生軸向磁力線34形成的磁場為軸對稱發(fā)散磁場，與圓盤形靶材形成指向靶材邊緣的銳角，在此磁場作用下，弧斑做不斷收縮和擴展的菊花狀運動，較強的磁場可以將弧斑推向靶材的邊緣。本發(fā)明結構簡易緊湊有效，可自由設置冷卻水套的長度，自由調節(jié)靶材在真空室內的位置，操作簡便、靶材更換容易、位置可調性好、便于整機設計及滿足工業(yè)生產對真空室內等離子體分布的各種需求。實施例2:圖9是本發(fā)明實施例2靶材為圓柱形的結構緊湊的特種多功能離子鍍槍的二維平面結構示意圖；圖10是本發(fā)明實施例2軸向磁場在圓柱形靶材周圍分布示意圖。與實施例I結構類似，只是靶材結構為圓柱形靶材33，電磁線圈9產生軸向磁力線34，軸向磁力線34之間為磁場與祀材相交夾角38 ;可以看出，軸向發(fā)散磁場與圓柱形磁場形成指向祀材頂部的銳角。同時，在圓柱形靶材側面形成指向靶材頂部的平行分量。因此，弧斑在磁場的驅動下，在靶材側面不斷的旋轉運動，在銳角的驅動下，向靶材頂部運動，形成螺旋形運動。磁場向靶材頂部運動的趨勢和程度和磁場的強度有關系，強度越大，弧斑越容易向靶材頂部運動。由于弧斑自動趨于向電極連接方向運動，本發(fā)明實施例2的電極連接在靶材的底部，因此弧斑有自動向靶材底部運動的趨勢，在磁場比較弱的時候，弧斑易于向靶材底部聚集，而在比較強的磁場作用下，弧斑可向靶材頂部運動。因此，電磁線圈的電流可以設置成交變電流，通過電壓調節(jié)磁場的強度，通過交變頻率調節(jié)磁場的變化頻率。交變流電形式為頻率可調的直流偏置三角波、鋸齒波、半正弦波。通過電流的變化，磁場強度不斷變化，因此弧斑在圓柱形靶材側面不斷的螺旋上下運動，因此本發(fā)明實施例2可以作為短柱弧使用，可以鍍制一些內壁器件，滿足特殊鍍膜需求。如果兩個離子鍍槍對著使用，可以作為柱弧對大面積鍍膜區(qū)間進行鍍制。實施例3 圖11是本發(fā)明實施例3靶材為圓錐形的結構緊湊的特種多功能離子鍍槍的二維平面結構示意圖；圖12是本發(fā)明實施例3軸向磁場在圓錐形靶材周圍分布示意圖；與實施例2類似，只是靶材結構為圓錐形靶材35，證明了本發(fā)明的多靶材結構適應性，電磁線圈9產生軸向磁力線34,軸向磁力線34之間為磁場與祀材相交夾角38。圓錐形祀材35內開有錐臺形靶材冷卻水腔36，實施例3對靶座冷卻銅板3做了改動，設置為與錐臺形靶材冷卻水腔36相配合的錐臺形結構，便于對圓錐形靶材35進行有效的冷卻。從圖12可以看出，軸向磁場與靶材側面形成指向錐頂?shù)匿J角，在銳角法則的驅動下，弧斑向錐頂運動。同實施例2，電磁線圈的電流可以設置成交變電流，通過電壓調節(jié)磁場的強度，通過交變頻率調節(jié)磁場的變化頻率。交變流電形式為頻率可調的直流偏置三角波、鋸齒波、半正弦波。通過電流的變化，磁場強度不斷變化，弧斑在圓錐形靶材側面不斷的螺旋上下運動。本發(fā)明實施例可以鍍制一些喇叭口的器件，同時，在真空室內設置器件運動機構，使得管道器件在圓錐形靶材周圍進出運動，可以鍍制長管道工件，滿足管道類產品鍍制。本發(fā)明實施例2配合法蘭外的軸向磁場，可以使得靶材周圍的軸向磁場更加平行的穿過靶材側面，形成更小的銳角以及更有效的等離子體的向前傳輸，對于避免過大的發(fā)散。實施例4 圖13是本發(fā)明實施例4靶材為圓臺形的結構緊湊的特種多功能離子鍍槍的二維平面結構示意圖；圖14是本發(fā)明實施例4軸向磁場在圓臺形靶材周圍分布示意圖。與實施例2類似，只是靶材結構為圓臺形靶材37，證明了本發(fā)明的多靶材結構適應性，電磁線圈9產生軸向磁力線34，軸向磁力線34之間為磁場與靶材相交夾角38。該結構與常規(guī)俄羅斯
弧源結構類似，只是結構更加簡易緊湊，同時可自由設置冷卻水套的長度，自由調節(jié)靶材在真空室內的位置，操作簡便、靶材更換容易、位置可調性好、便于整機設計及滿足工業(yè)生產對真空室內等離子體分布的各種需求。與實施例3的圓錐形靶材不同的是，圓臺形靶材高度小，磁場對弧斑的控制作用更有效，如果圓錐形靶材或者圓柱形靶材過高，磁場很難將弧斑推向頂部，造成靶材不能有效的刻蝕，而圓臺形靶材在磁場的浸沒中，弧斑很容易運動到靶材的頂部，而且在靶材頂部縱向磁場的作用下，高速的隨機運動，而運動到靶材頂部的弧斑在磁場作用下反而難以在側面逃逸，因此圓臺形靶材有效的放電的位置在靶材頂部，而不是側面，這樣可以將靶材頂部對著真空室，形成對真空室內有效的等離子體輸運，對真空室內安置的工件進行鍍制，而不是像圓柱形和圓錐形靶材那樣，是利用靶材側面放電，對側面周圍的器件或者內壁進行鍍膜。因此，本發(fā)明實施例5是實施例I的有效改制，本發(fā)明實施例3配合法蘭外的軸向磁場，可以使得靶材周圍的軸向磁場更加平行的穿過靶材側面，形成更小的銳角以及更有效的等離子體的向前傳輸，作為高效簡易的改進型俄羅斯弧源應用。從以上實施例可以看出，本發(fā)明可適用于多種靶材結構，多種靶材尺寸，本發(fā)明靶材后電磁線圈產生的軸向磁場可對多種靶材結構的弧斑運動進行有效的控制，可以利用靶材頂部表面放電，對真空室內器件進行鍍膜，也可以利用靶材側面放電，實現(xiàn)多種特殊鍍膜需求、如柱弧鍍膜，內壁鍍膜，多元復合鍍膜等；本發(fā)明結構簡易緊湊有效，可自由設置冷卻水套的長度，自由調節(jié)靶材在真空室內的位置，操作簡便、靶材更換容易、位置可調性好、便于整機設計及滿足工業(yè)生產對真空室內等離子體分布的各種需求。從三維效果圖可以看出，本發(fā)明靶座法蘭盤后的結構緊湊簡易，美觀大方，節(jié)省空間，便于工業(yè)生產操作。本發(fā)明的可以同時，配合圍繞靶材法蘭外的各種磁場設置，如旋轉磁場、軸向磁場等，實現(xiàn)多種復合磁控鍍膜方式。本發(fā)明中電磁線圈電流形式可以使直流、頻率可調的直流偏置三角波、鋸齒波、半正弦波、正弦波及其他形式的交變電流，可以實現(xiàn)對弧斑的多種控制方式，適應不同的條件和需要。本發(fā)明中各個部件可以獨立制作安裝，裝卸容易，可單獨更換，調節(jié)范圍大，成本低，易于推廣。
權利要求
1.一種結構緊湊的特種多功能離子鍍槍，其特征在于，該離子鍍槍設有靶材、靶材底座、靶材屏蔽罩、永磁體或導磁環(huán)、冷卻水進水管道、靶材底柱、靶材底柱絕緣套、離子鍍槍底盤絕緣盤、離子鍍槍底盤、離子鍍槍底盤緊固板、冷卻水通道底座、電磁線圈；靶材安裝在靶材底座上，通過靶材底座冷卻銅板間接冷卻，靶材的外側設置靶材屏蔽罩；靶材底座內部通過冷卻通道隔板形成上下冷卻水通道；靶材底座安裝在細長型的靶材底柱上，電磁線圈圍套在靶材底座后的靶材底柱周圍；靶材底柱底部安裝冷卻水通道底座，與冷卻水管相連接；電源接頭端子安裝在靶材底柱上；離子鍍槍底盤通過靶材底柱絕緣套與靶材底柱安裝，離子鍍槍裝置通過離子鍍槍底盤的安裝孔與真空室連接安裝； 靶材底柱的外側設置靶材底柱絕緣套，靶材底柱絕緣套的外側設置離子鍍槍底盤絕緣盤、尚子鍍槍底盤、尚子鍍槍底盤緊固板，尚子鍍槍底盤的一側設置尚子鍍槍底盤緊固板，離子鍍槍底盤緊固板通過靶材底柱絕緣套上的絕緣套盤與離子鍍槍底盤隔開，離子鍍槍底盤的另一側設置離子鍍槍底盤絕緣盤； 靶材底柱的內側設置永磁體或導磁環(huán)和冷卻水進水管道，永磁體或導磁環(huán)設置于冷卻水進水管道的外側。
2.按照權利要求1所述的結構緊湊的特種多功能離子鍍槍，其特征在于，靶材底座設有靶材底座盤、靶材底柱連接管、靶材底座冷卻銅板、靶材底座冷卻水通道、靶材安裝柱環(huán)套、靶材底座冷卻通道隔板、靶材底座冷卻水進水管；靶材底座盤、靶材底柱連接管、靶材底座冷卻銅板、靶材安裝柱環(huán)套、靶材底座冷卻通道隔板、靶材底座冷卻水進水管同軸安裝；靶材底座冷卻銅板焊接在靶材安裝柱環(huán)套上，與靶材安裝柱環(huán)套上端面留有距離，靶材安裝柱環(huán)套上端面與靶材底座冷卻銅板之間的柱環(huán)套內壁設有螺紋，靶材通過該螺紋安裝在靶材底座上，與冷卻銅板緊密接觸；靶材底座冷卻通道隔板為中間有圓孔、邊緣有間隔縫隙的薄圓板，間隔縫隙形狀任意均勻設置，間隔縫隙作為冷卻水出水通道ロ ；靶材底座冷卻通道隔板同軸焊接在靶材安裝柱環(huán)套上，與靶材底座冷卻銅板有間隔，形成底座冷卻水上通道；與靶材底座盤有間隔，形成底座冷卻水下通道；靶材底座冷卻通道隔板中間的圓孔連接在靶材底座冷卻水進水管上，進水管外壁有密封槽，冷卻水進水管道通過密封槽內的密封圈與靶材底座冷卻水進水管緊密連接；冷卻水通過靶材底座冷卻水進水管流入靶材底座冷卻水上通道，通過靶材底座冷卻通道隔板邊緣間隔縫隙的出水通道ロ流入靶材底座冷卻水下通道，冷卻水在靶材底座冷卻水上通道內從中間向邊緣流通，形成對靶材底座冷卻銅板上緊密接觸的靶材的有效冷卻；靶材底座盤為中間有ー圓孔的薄圓盤，該圓孔與靶材底座冷卻水進水管形成環(huán)形間隔，作為冷卻出水ロ，冷卻水通過該間隔冷卻出水ロ從靶材底座冷卻水下通道流出，流入靶材底柱內的冷卻水通道中，形成冷卻水的有效流通；靶材安裝柱環(huán)套焊接在靶材底座盤上，靶材安裝柱環(huán)套外徑比靶材底座盤外徑小，形成靶材屏蔽罩支撐臺；靶材底柱連接管外壁設有螺紋，通過該螺紋與靶材底柱連接。
3.按照權利要求1所述的結構緊湊的特種多功能離子鍍槍，其特征在于，靶材形狀為圓盤形、圓柱形、圓錐形或圓臺形，祀材尺寸為直徑30-200mm,祀材底部有外螺紋,祀材通過底部外螺紋安裝在靶材底座上，與靶材底座冷卻銅板緊密接觸； 靶材底柱、靶材底座的靶材底柱連接管和冷卻水通道底座外尺寸根據具體靶材尺寸及弧源結構調節(jié)，設置為靶材尺寸的1/Γ1/1之間，采用細長型緊湊結構； 靶材屏蔽罩為低功函數(shù)的材料鋼環(huán)、陶瓷環(huán)或高溫塑料環(huán)；靶材屏蔽罩為圓筒形，套裝在靶材安裝柱環(huán)套外的支撐臺上；靶材屏蔽罩與靶材之間形成間隙，間隙尺寸小于3mm ； 永磁體或導磁環(huán)圍磁軛套在冷卻水進水管道周圍的環(huán)形支撐臺上，永磁體采用釹鐵硼類高磁導率的鐵磁性材料，導磁環(huán)由高磁導率的鍍鎳純鐵或者其他材料制作。
4.按照權利要求1所述的結構緊湊的特種多功能離子鍍槍，其特征在于，冷卻水進水管道為細不銹鋼薄壁管，冷卻水進水管道通過靶材底座冷卻水進水管外壁的密封槽內的密封圈與靶材底座冷卻水進水管緊密連接，形成冷卻水進水通道；冷卻水進水管道上部有一環(huán)形圓臺，作為永磁體或導磁環(huán)支撐臺，環(huán)形圓臺與祀材底柱有間隔，形成冷卻水出水通道，從靶材底座盤間隔冷卻出水ロ流出的冷卻水通過該冷卻水出水通道流出，流入靶材底柱冷卻水通道中，形成冷卻水的有效流通。
5.按照權利要求1所述的結構緊湊的特種多功能離子鍍槍，其特征在于，靶材底柱為粗不銹鋼厚壁管，靶材底柱外壁設有環(huán)形密封槽，通過槽內的密封圈與靶材底柱絕緣套之間形成有效的密封；靶材底柱上部設有柱環(huán)套，柱環(huán)套長度與靶材底座的靶材底柱連接管 長度一致，柱環(huán)套外徑與靶材底柱外徑一致，柱環(huán)套內徑與靶材底座的靶材底柱連接管外徑一致,大于靶材底柱內徑,形成底柱上部臺階,靶材底柱的內徑與靶材底座的靶材底柱連接管內徑一致,柱環(huán)套內壁設有螺紋，通過上部內螺紋與靶材底座的靶材底柱連接管連接，底柱上部臺階設有環(huán)形密封槽，靶材底座的靶材底柱連接管底部緊壓密封槽內的密封圏，形成與靶材底柱的有效密封；靶材底柱與冷卻水進水管道之間形成冷卻水通道；靶材底柱下部外壁設有一定長度的螺紋，通過下部外螺紋與冷卻水通道底座連接。
6.按照權利要求1所述的結構緊湊的特種多功能離子鍍槍，其特征在于，離子鍍槍底盤為一帯中心圓孔的不銹鋼盤，底盤外尺寸與爐體法蘭尺寸一致，中心孔直徑與靶材底柱絕緣套外徑一致，圍套在靶材底柱絕緣套上，下部與絕緣套盤上面緊密接觸；離子鍍槍底盤靠近邊緣設置有6-8個安裝孔，與爐體法蘭安裝孔一致，通過該安裝孔將離子鍍槍裝置安裝在真空室上；離子鍍槍底盤下部靠近中心孔設有密封槽，密封槽外徑小于絕緣套盤外徑，通過槽內密封圈與絕緣套盤之間緊密接觸形成有效的密封；底盤靠近密封槽附近設置有6-8個螺紋孔，螺紋孔內邊緣大于絕緣套盤外徑，通過該螺紋孔與緊固板進行連接，將絕緣套盤緊固在尚子鍍槍底盤與尚子鍍槍底盤緊固板之間。
7.按照權利要求1所述的結構緊湊的特種多功能離子鍍槍，其特征在于，靶材底柱絕緣套為高分子管套，管套內徑與靶材底柱外徑一致，通過靶材底柱外壁的密封圈進行絕緣密封，管套圍套在靶材底柱周圍，管套上部與靶材底柱平齊；靶材底柱絕緣套外設有絕緣套盤，絕緣套盤的位置無限制，根據實際應用需求設置，通過絕緣套盤位置調節(jié)靶材在爐內的位置，調節(jié)靶基距以及等離子體分布；絕緣套盤上部與離子鍍槍底盤接觸，通過底盤密封圈形成有效的密封；絕緣套盤下部與離子鍍槍底盤緊固板接觸，通過底盤緊固板密封圈形成有效的密封。
8.按照權利要求1所述的結構緊湊的特種多功能離子鍍槍，其特征在于，離子鍍槍底盤緊固板為ー帶中心圓孔的具有不銹鋼盤，離子鍍槍底盤外尺寸比絕緣套盤外尺寸大，中心孔直徑與靶材底柱絕緣套外徑一致，圍套在靶材底柱絕緣套上，上部與絕緣套盤下面緊密接觸；離子鍍槍底盤緊固板靠近邊緣設置有6-8個離子鍍槍底盤緊固板安裝孔，與離子鍍槍底盤下部螺紋孔一致，通過該安裝孔將絕緣套盤緊固在離子鍍槍底盤與離子鍍槍底盤緊固板之間；緊固板上部靠近中心孔設有密封槽，通過槽內密封圈與絕緣套盤之間緊密接觸形成有效的密封。
9.按照權利要求1所述的結構緊湊的特種多功能離子鍍槍，其特征在于，冷卻水通道底座由上部的不銹鋼圓筒和下部的圓柱體組成，不銹鋼圓筒頂部設有柱環(huán)套，柱環(huán)套長度與靶材底柱下部外螺紋長度一致，柱環(huán)套內徑與靶材底柱外徑一致，外徑與不銹鋼圓筒外徑一致，不銹鋼圓筒內徑與靶材底柱內徑一致，形成冷卻水通道底座上部臺階，柱環(huán)套內壁設有螺紋，通過柱環(huán)套內螺紋與靶材底柱連接，冷卻水通道底座上部臺階設有環(huán)形密封槽，靶材底柱底部緊壓密封槽內的密封圈，形成與冷卻水通道底座的有效密封；上部不銹鋼圓筒側壁開有一臺階形雙孔，外孔內徑大于內孔內徑，該臺階形雙孔作為出水管安裝孔，出水管和外孔形成緊密結合，出水管外徑和外孔內徑一致，出水管內徑和內孔內徑一致，出水管底部與雙孔臺階接觸，雙孔離下部的圓柱體上部有ー距離；下部的圓柱體中心開有一臺階形三孔，上孔內徑與冷卻水進水管道外徑一致，中孔內徑與冷卻水進水管道內徑一致，上孔與中孔形成一臺階，冷卻水進水管道底部與該臺階接觸連接；下孔內徑大于中孔內徑，下孔與中孔形成臺階形孔，該臺階形孔作為進水管安裝孔，進水管和下孔形成緊密結合，進水管外徑和下孔內徑一致，進水管內徑和中孔內徑一致或大于中孔，進水管底部與下孔與中孔之間的臺階接觸連接；上部的不銹鋼圓筒和下部的圓柱體的長度根據實際需要調節(jié)，冷卻水通道底座、靶材底柱與冷卻水進水管道之間形成冷卻水通道底部儲水腔，整個離子鍍槍的冷卻水從冷卻水通道底座底部進水管流入，從冷卻水通道底座側壁出水管流出，形成對離子鍍槍的有效冷卻。
10.按照權利要求1所述的結構緊湊的特種多功能離子鍍槍，其特征在干，電磁線圈圍套在靶材底座后端的靶材底柱絕緣套周圍，與離子鍍槍底盤之間通過一絕緣環(huán)接觸；電磁線圈由漆包線繞制在線圈骨架上，電磁線圈內外通過絕緣保護；電磁線圈通直流電或交變電流，通過電壓調節(jié)磁場的強度，通過交變頻率調節(jié)磁場的變化頻率； 交變流電形式為頻率可調的直流偏置三角波、鋸齒波、半正弦波、正弦波或其他形式的交變電流，交變電流電壓幅度可調，偏置電流電壓幅度可調；交流電發(fā)生電源采用數(shù)字合成任意波信號發(fā)生器和功率放大器組成，或電晶體放大方式，或PWM脈寬調制方式實現(xiàn)；交流電發(fā)生電源實現(xiàn)多種波形、實現(xiàn)高低頻不同頻段變頻控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及表面防護涂層制備領域，具體地說是一種結構緊湊的特種多功能離子鍍槍。本發(fā)明靶材安裝在靶材底座上，通過靶材底座冷卻銅板間接冷卻；靶材底座內部通過冷卻通道隔板形成上下冷卻水通道；靶材底座安裝在細長型的靶材底柱上，電磁線圈圍套在靶材底座后的靶材底柱周圍；靶材底柱底部安裝冷卻水通道底座，與冷卻水管相連接；電源接頭端子安裝在靶材底柱上；離子鍍槍底盤通過絕緣套與靶材底柱安裝，離子鍍槍裝置通過離子鍍槍底盤的安裝孔與真空室連接安裝。本發(fā)明用以改善傳統(tǒng)電弧離子鍍弧源結構復雜、適應性差、功能單一、難以實現(xiàn)特殊鍍膜需求、操作復雜、靶材更換難度大、位置可調性差、等離子體空缺區(qū)域大的缺點。
文檔編號C23C14/32GK102953034SQ20121043093
公開日2013年3月6日 申請日期2012年11月2日 優(yōu)先權日2012年11月2日
發(fā)明者郎文昌 申請人:溫州職業(yè)技術學院