[实用新型]一种离子真空镀钛与陶瓷合金组合物的不锈钢模压板

说明书

一种离子真空镀钛与陶瓷合金组合物的不锈钢模压板，不锈钢板为基板，厚度1.5‑8mm,基板上第一层镀钛或铬，再镀有2至20个周期的钛与碳化物合金或钛与硼化物合金的硬质膜镀层，膜镀层总厚度为2‑8微米。铬的厚度是钛的厚度的1‑5倍。

技术领域

本实用新型涉及金属模压板，尤其是真空镀硬膜不锈钢模压板。

背景技术

CN 102352481是有实用新型人提出的一种对金属板离子真空镀膜方法与装置--------采用磁控柱状弧源多弧离子镀膜(物理镀或称离子镀)，其装置是在镀膜室中央安装旋磁控柱状弧源(管状金属靶材)。由真空镀膜室、工件转架、磁控柱状弧源、进气(镀不同材料时需要在抽真空后通入不同的工作气体)系统、磁控柱状弧源电源、工件加热源、引弧系统、真空系统、工件偏压电源组成。柱弧源由管状金属材料作靶材、管内安装数根条形永磁体,永磁体在靶管内(包括旋转和往返运动)运动。弧斑呈线状沿柱弧靶全长分布,并沿柱弧靶面扫描。从而提供在高真空条件下的将弧源由管状金属材料的靶材和气体材料以离子方式镀膜至工件上。

如CN96218605.8提出一种旋转磁控柱状弧源多弧离子镀膜机,在镀膜室中央安装旋转磁控柱状弧源。主要由镀膜室、工件转架、旋转磁控柱状弧源、进气系统、弧源电源、烘烤加热源、引弧针系统、真空系统、工件偏压电源组成。柱弧源由管状金属材料作靶材、管内安装数根条形永磁体,永磁体在靶管内作旋转运动。弧斑呈线状沿柱弧靶全长分布,并沿柱弧靶面扫描。旋转磁控柱状弧源多弧离子镀膜机有立式结构、卧式结构、箱式结构。在大尺寸幅度的金属板(用于装饰或用于图案模板最为常用，其面积会达到1800mm*4000mm甚至更大)镀钛或硬质陶瓷合金或合金时需要多层镀，即需要多种靶材的多种重复镀层，许多场合更需要双面镀，每根靶材均需要一弧源电源驱动，每个弧源电源均要近10Kw,会产生大量的热量，多柱弧源的镀室中很快会达到100℃以上的温度，厚度10mm以下的板材，尤其是薄型板材在此镀室如时间长久则极易变形，多次镀层则设备的利用率不高，总之，现有的大尺寸幅度的金属板多层物理镀极需要更高的效率和保证镀膜质量的方法和设备，并且能够节能综合成本的设备与方法。基础真空要求较高，一般要求达到10^-3PA的要求。

金属模压板已经有了多种应用，但在使用过程中碰到硬度达HV2000°的三氧化二铝时原来镀硬铬的模压板就不耐用了，因硬铬的硬度只有HV1000°左右，因此模压板对硬质镀层的研究一直进行了几十年。这就需要陶瓷合金硬质膜的镀层。

不锈钢模压板采用真空离子镀硬质膜已经开始研发，但出现了很多问题，如膜层硬度不够、膜层脱落，尤其是不锈钢(包括304、321、316等规格)材质作为基板的模压板受热变形报废等问题至今未解决。很多问题困扰该项目的发展和提升。因为不锈钢(包括304、321、316等规格)材质作为基板的厚度是1.5-8mm，由于不锈钢的导热性不好，不锈钢(包括304、321、316等)材质作为基板时只能制备钛金板，无法制备有膜厚要求的陶瓷合金硬质膜的镀层，因为陶瓷合金硬质膜的弧靶的温度更高。再因为不锈钢模压板基材都是由卷板矫直开平而成，该不锈钢模压板基板在315℃温度中15分钟就会退火，此时不锈钢板表面涨力消失还原开平之前弯曲状态，便无使用价值。

而真空镀膜的不锈钢模压板的硬膜层厚度一般要达5-6微米才能满足耐磨要求，因此在假如采用8个靶材总功率达320KW的真空镀膜实测下，6分钟工件板面温度已达 300多℃，只要10分钟不锈钢模压板已严重弯曲变形无法继续镀膜，而硬膜层厚度需要4-6微米，按上述功率3小时才能达到镀层厚度。因此不锈钢材质尤其是304材质的不锈钢模压板真空镀硬质膜层达2-8微米不变形的成功先例，此前未见报道。

实用新型内容