一种片材的类金刚石膜层镀膜方法及止推板镀膜用工装与流程

1.本发明涉及表面处理工艺，具体涉及类金刚石镀膜工艺及镀膜工装。


背景技术：

2.类金刚石薄膜(dlc)，是一种非晶碳膜，具有高硬度、高电阻率、良好光学性能、优异的耐磨性等优点，被广泛应用于航天高精密产品表面处理领域。如航天惯性器件中的动压马达所使用的止推板和轴就是采用真空电弧离子镀技术在表面镀dlc膜层，以实现止推板与轴之间的低摩擦磨损以及长时间的运行，达到提高寿命和可靠性的目的。动压马达的基本结构是高精度气浮轴承，其对运转环境要求极高，零件的加工精度也非常高，因此对止推板的表面质量，特别是止推板镀膜后平面度提出了极高的要求，需达到0.3um以内，而针对dlc膜层生长规律是从边缘向中间聚集，由此造成镀膜成凸形，导致止推板镀后平面度超差，严重影响航天用动压马达的使用寿命。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术中片材类金刚石镀膜平面度差的问题，本发明所采用的技术方案是：
4.一种类金刚石膜层镀膜方法，镀膜时配置具有与零件相同材质且保持与零件镀膜表面基本平齐且与零件镀膜表面边缘基本贴合带有与零件相同电极用于扩展镀膜面积能吸引正离子在其表面形成类金刚石膜层的扩展件。
5.进一步的，零件镀膜表面与扩展件镀膜表面高度差在0.4mm以下，零件镀膜表面边缘与扩展件之间间隙在0.3mm以下。
6.进一步的，扩展件镀膜表面面积为零件镀膜表面面积的1-2倍。
7.一种止推板的类金刚石膜层镀膜用工装，包括用于安装止推板并加载负极的安装座，在所述的安装座上设置有与止推板材质相同的环形扩展件，在所述的扩展件上开设有与止推板轮廓匹配供止推板嵌入的通孔，所述扩展件表面与止推板镀膜表面基本保持平齐且通孔内壁与止推板边缘基本保持贴合。
8.进一步的，在所述的安装座上设置有与止推板中心部位接触用于固定止推板的安装台，在所述的安装座上设置有用于将安装座固定到镀膜设备中的安装柱。
9.进一步的，所述的扩展件表面与止推板表面高度差在0.4mm以下，所述的扩展件的通孔内壁与止推板边缘间隙在0.3mm以下。
10.进一步的，所述的扩展件表面面积为止推板镀膜表面面积的1-2倍，且所述的扩展件可拆卸。
11.该方法由于扩展件与镀膜零件同材质，扩展件相当于扩大了零件镀膜的面积，延展了dlc膜层生长从边缘向中间聚集的半径，从而减小了零件上膜层的厚度差，很好的改善了镀膜后零件表面的平面度。
附图说明
12.图1为工装结构示意图；
13.图2为工装剖视图。
具体实施方式
14.在零件表面进行类金刚石层镀膜(dlc)时，为保证零件镀膜表面的镀膜平面度，在零件镀膜表面一侧配置扩展件，使该扩展件表面与零件镀膜表面保持基本平齐(高度差在0.4mm以下)，且零件镀膜表面边缘与扩展件配合处基本贴合(间隙在0.3mm以下)，并且使扩展件的材质与镀膜的零件保持一致，在镀膜时使扩展件与零件带有相同的电极(阴极)，采用相同的材质能够确保镀膜一侧周围形成的电场强度及电场线一致。这样通过扩展件增加了镀膜面整体面积，在镀膜过程中，零件上会施加负电压，在零件表面形成负电场，该负电场会吸引正离子抵达零件表面，因此零件上均匀分布的电厂线对膜层厚度均匀性起到重要作用，由于镀膜时正离子以正态分布的方式沉积在零件表面，使得零件中部膜层厚度大于边缘厚度，而且零件边缘容易造成沉积分散，导致镀膜平面度降低，而通过扩展件增加镀膜面积能使正离子正态分布面积增加，延展了dlc膜层生长从边缘向中间聚集的半径，从而减小了零件上膜层的厚度差，使得在零件镀膜面上沉积的正离子厚度更加均匀，并且边缘分散的正离子集中到了扩展件边缘，进一步提高了零件表面镀膜的平面度。理论上扩展件镀膜一侧面积越大零件周围负电场范围越大，对实现膜厚均匀性越有利，但是扩展件太大会导致零件施加不上负偏压，因而扩展件镀膜表面面积为零件镀膜表面面积的1-2倍。
15.为了更好的理解本发明构思，下面结合止推板工装的具体实施例对本发明技术方案做进一步详细说明，如图1和图2所示的工装包括安装座1，安装座1上设置有安装台1-1，止推板a通过螺钉安装到安装台1-1上，使止推板a边缘悬空减少止推板与安装座1的接触面积确保止推板的平面度，在安装座1上通过螺钉还安装有扩展件2，扩展件2呈环形中部设置与止推板轮廓匹配的通孔2-1，安装后使止推板a嵌入通孔2-1内，保持止推板表面与扩展件表面平齐(高度差在0.4mm以下)，并且使止推板a边缘与扩展件2的通孔2-1内壁之间间隙在0.3mm以下。由于止推板为gt35硬质合金材料，因此为了使周围形成的电场强度及电场线一致，扩展件2材质也采用gt35硬质合金材料，同样的裸漏在外的螺钉也应采用gt35硬质合金材料。该实施例中扩展件2镀膜一侧表面面积与止推板a基本保持相同。在安装座1上还固定有安装柱3，镀膜时通过安装柱3将安装座1固定到镀膜设备中，镀膜设备对安装座施加负极电压并驱动安装座1旋转对其止推板和扩展件进行镀膜。为了提高镀膜效率可在安装座两端分别设置止推板和扩展件，同时对两个止推板进行镀膜处理。


技术特征：
1.一种类金刚石膜层镀膜方法，其特征在于：镀膜时配置具有与零件相同材质且保持与零件镀膜表面基本平齐且与零件镀膜表面边缘基本贴合带有与零件相同电极用于扩展镀膜面积能吸引正离子在其表面形成类金刚石膜层的扩展件。2.根据权利要求1所述的一种类金刚石膜层镀膜方法，其特征在于：零件镀膜表面与扩展件镀膜表面高度差在0.4mm以下，零件镀膜表面边缘与扩展件之间间隙在0.3mm以下。3.根据权利要求1所述的一种类金刚石膜层镀膜方法，其特征在于：扩展件镀膜表面面积为零件镀膜表面面积的1-2倍。4.一种止推板的类金刚石膜层镀膜用工装，包括用于安装止推板并加载负极的安装座(1)，其特征在于：在所述的安装座(1)上设置有与止推板材质相同的环形扩展件(2)，在所述的扩展件(2)上开设有与止推板轮廓匹配供止推板嵌入的通孔(2-1)，所述扩展件(2)表面与止推板镀膜表面基本保持平齐且通孔(2-1)内壁与止推板边缘基本保持贴合。5.根据权利要求4所述的一种止推板的类金刚石膜层镀膜用工装，其特征在于：在所述的安装座(1)上设置有与止推板中心部位接触用于固定止推板的安装台(1-1)，在所述的安装座(1)上设置有用于将安装座(1)固定到镀膜设备中的安装柱(3)。6.根据权利要求4所述的一种止推板的类金刚石膜层镀膜用工装，其特征在于：所述的扩展件(2)表面与止推板表面高度差在0.4mm以下，所述的扩展件(2)的通孔(2-1)内壁与止推板边缘间隙在0.3mm以下。7.根据权利要求4一种止推板的类金刚石膜层镀膜用工装，其特征在于：所述的扩展件(2)表面面积为止推板镀膜表面面积的1-2倍，且所述的扩展件(2)可拆卸。

技术总结
本发明公开了一种类金刚石膜层镀膜方法及基于该方法的镀膜用工装，镀膜时配置具有与零件相同材质且保持与零件镀膜表面基本平齐且与零件镀膜表面边缘基本贴合带有与零件相同电极用于扩展镀膜面积能吸引正离子在其表面形成类金刚石膜层的扩展件；该方法由于扩展件与镀膜零件同材质，扩展件相当于扩大了零件镀膜的面积，延展了DLC膜层生长从边缘向中间聚集的半径，从而减小了零件上膜层的厚度差，很好的改善了镀膜后零件表面的平面度。很好的改善了镀膜后零件表面的平面度。很好的改善了镀膜后零件表面的平面度。


技术研发人员：薛晓飞 刘海军 杨磊 宋子深 张赵云 刘栓
受保护的技术使用者：陕西航天时代导航设备有限公司
技术研发日：2023.05.25
技术公布日：2023/9/14