非平衡闭合磁场磁控溅射设备的设计、制造及应用

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1、四川大学硕士学位论文非平衡闭合磁场磁控溅射设备的设计、制造及应用姓名：赵广彬申请学位级别：硕士专业：材料工程指导教师：沈保罗;王世雄20051201四川大学工程硕士学位论文V8毒6917非平衡闭合磁场磁控溅射设备的设计、制造及应用材料工程领域研究生：赵广彬指导教师：沈保罗王世雄离子镀技术是表面工程技术中发展比较快的学科之一。无论是在机械行业、冶金工业和航天领域，都获得了广泛的应用。本文在比较现有工具离子镀设备与技术的优缺点的基础上，根据国内外的研究成果和作者积累的实践经验设计了一套全新的非平衡闭合磁场磁控

2、溅射设备。这台设备有两个单靶直流溅射源和两个孪生靶中频溅射源，并在其中引进入了一个高强度离化源，克服了磁控溅射中离化率低、溅射速率慢、反应溅射能力弱的缺点。用这台设备可以进行多元多层复合膜的研究开发。如在工具表面沉积TiAlN、TiCrN、TiN、TiC、TiCN的单层膜或多层复合膜，以及其它的单质膜或合金膜。利用研制的非平衡闭合磁场溅射离子镀设备在高速钢和硬质合金刀具表面制备出TiC、TiCN和TiN等复合涂层。研究了复合涂层的显微组织、硬度以及与基体的结合力。切削试验表明，用该设备开发的TiCN复合涂

3、层硬质合金数控刀具的切削性能与进口刀具相当：TiCN复合涂层硬质合金阶梯钻比无涂层硬质合金阶梯钻的寿命提高4倍以上。关键词：离子镀；磁控溅射；设计；应用；TiCN涂层；刀具四川大学工程硕士学位论文Design，ManufactureandApplicationofanUnbalanceandCloseMagnetronSputteringEquipmentMaterialsEngineeringFiddGraduate：ZhaoGuangbinSupervisor：ShenBaoluoWangShixio

4、ngTheionplatingtechniqueisoneofthedisciplinesthatdevelopquickerinthesurfaceengineeringtechnique．Andithasbeenappliedextensivelyinmechanicalindustry,metallurgyindustryaswellasspacefield．Ionplatingequipmentsandtechniqueofthetoolsaleinvestigatedinthepaper．Aco

5、mpletelynewunbalanceandclosemagnetronsputteringeqmpmentisdesigned．whichcompared、Ⅳiththemeritsanddrawbacksofsomekindsofmajortechnology,understoodthedomesticandforeignresearchresultsandtrendofdevelopmentandconsideredthecurrenttechnology,economicconditionand

6、thekeyproblemsinproduction．Tllisequipmenthastwodirectcurrentsimpletargetssputtersourceandtwo—twintargetsintermediatefrequencysputtersource．Andthatahi曲一intensitysourceofionizationisintroduced，whichsolvedtheproblemssuchasthelowionizationrate，lowsputterspeed

7、rateandtheweakreactivesputtering．Furthermore，theequipmemCanbeusedasresearchanddevelopmentofmultipleandmulti-layercompoundfilmsuchaslayersofTiA]N、TiCrN、TiN、TiC、TiCN。aswellasothersimplesubstancelayerorthealloylayer．Thealignmemandtheoptimizationofperformance

8、arecarriedout，whichreachtheexpecteffect．Atthesarllctime，thetechnicalstudyofTiC：cNl一。isperformed．ThecuttingexperimentismadewithprecisionhardalloycurercoveredbyTiCN．nleresultsshowthattheequipmenthasreachedthelevelofth