电弧离子镀技术中脉冲偏压的作用

1) 灭弧速度快.在主弧轰击时采用20%的占空比,使工件上所施加的高偏压可以自动 "过零".切断对已经形成电弧的供电,使电弧自动熄灭,不会形成连续的大弧光烧伤工件.

　　2) 工件温升低.由脉冲偏压是间断供电,工件只是在"占空"的时段内受到吸引过来的离子轰击,在不导通的时段内工件不受离子轰击,能减少总的平均能量输入,因此工件温度比采用直流电源时连续受到离子轰击的温度低.

　　在高速钢等500℃左右回火的工模具上沉积氮化钛等硬质涂层时,为了提高金属的离化率和提高硬质涂层的致密度,通常将占空比调到80%左右.而对于低温回火的工模具和锌铝合金件则需要将占空比调低,以降低沉积温度、图1.3-96为脉冲和直流 偏压下基体温度的对比.适当控制占空比可以扩大电弧离子镀的应用范围.图1.3-97为不周偏压幅值下脉冲占空比对基体温度的影响.

　　3) 大熔滴减少,膜层组织更加致密.由表面形貌照片.由照片可知,采用脉冲偏压电源后膜层组织中大深滴明显减少或细小化.结于减少大熔滴的原因有不同解释进一步的研究表明,脉冲偏压对小尺寸的大颗粒净化效果比较明显,对那些尺寸较大,以及从阴极蒸发带有原始动量直接喷射到基片的大颗粒是无能为力的,虽然脉冲偏压不能彻底清除大颗粒,但其优势在于无需额外的附属过滤设备,也不明显降低沉积效率膜层应力小,可以获得较厚的硬质涂层,由于采用脉冲偏压电源,工件上的膜层在连续生长过程中间断接受离子轰击,可以松弛膜层生长过程中的应力,从而获得与基体结合良好的厚涂层.目前可以沉积出4~7um的硬质涂层,显着提高工模具的寿命.

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