基于柱状电弧靶的高沉积率真空多弧离子镀装备设计

涡轮涡扇发动机叶片、汽轮机叶片、压铸模具、轴承等零件的耐磨和耐热性能都需要50~100μm的耐热和耐磨涂层,而目前国内真空电弧离子镀设备的沉积效率一般在4~8μm/h,无法满足一次50μm以上的涂层要求。介绍一种特殊设计的柱状电弧靶,两端连接到高电压大电流的弧电源上,通过PLC控制系统反复进行正负极输入切换改变作用在柱状阴极靶靶面的电磁场方向,使处于靶面的弧斑沿着柱状靶面作向上或向下螺旋运动,从而形成弧斑在柱状阴极靶的靶面作上下反复螺旋运动,使阴极靶面上的材料高速离化,并通过工件与炉壳之间的偏压将靶材形成的等离子体引向工件表面,形成工件表面快速循环沉积结构,使工件表面最终快速的获得厚涂层,同时极大提高了靶材利用率,从而节约成本。该装置可在复杂的零件表面快速一次性沉积形成高效率(15~20μm/h)、低成本、高性能的较厚涂层,涂层厚度可达50~100μm。该厚涂层性能能够满足飞机发动机叶片、汽轮机叶片、压铸模具、轴承等零件的耐磨和耐热性能要求。