CN103084600A

CN103084600A - 超硬TiN-TiSiN-CN多层交替复合梯度涂层硬质合金刀片及制备方法

Info

Publication number: CN103084600A
Application number: CN2013100615887A
Authority: CN
Inventors: 杨兵; 陈燕鸣; 王如意; 刘辉东
Original assignee: Wuhan University WHU
Current assignee: Wuhan University WHU
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2033-02-27
Also published as: CN103084600B

Abstract

本发明公开了一种超硬TiN-TiSiN-CN多层梯度涂层硬质合金刀片及其制备方法。本刀片是对经过化学清洗的硬质合金刀片进行氢气和氩气辉光清洗，然后采用电弧离子镀方法沉积Ti层、TiN层、TiN/TiSiN层、TiSiN层、TiSiN/CN层以及CN层，本发明涂层结构设计合理，结构上为多种材料的组合，成分上具有渐变特点，大幅度降低涂层的内应力，可以较好克服现有刀片涂层耐磨不足的缺点，大幅度提高刀片的切削寿命和适应性。

Description

超硬TiN-TiSiN-CN多层交替复合梯度涂层硬质合金刀片及制备方法

技术领域

本发明涉及薄膜材料技术领域，特别涉及一种超硬TiN-TiSiN-CN多层交替复合梯度涂层硬质合金刀片及制备方法。

背景技术

数控加工中心是由机械设备与数控***组成的适用于加工复杂零件的高效率自动化机床。数控加工中心是目前世界上产量最高、应用最广泛的数控机床之一。它把铣削、镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等功能集中在一台设备上，使其具有多种工艺手段。它的综合加工能力较强，工件一次装夹后能完成较多的加工内容，加工精度较高，就中等加工难度的批量工件，其效率是普通设备的5～10倍，特别是它能完成许多普通设备不能完成的加工，对形状较复杂，精度要求高的单件加工或中小批量多品种生产更为适用。加工中心设置有刀库，刀库中存放着不同数量的各种刀具或检具，在加工过程中由程序自动选用和更换。这是它与数控铣床、数控镗床的主要区别。特别是对于必需采用工装和专机设备来保证产品质量和效率的工件，采用加工中心加工，可以省去工装和专机。这会为新产品的研制和改型换代节省大量的时间和费用，从而使企业具有较强的竞争能力。硬质合金刀片是数控加工中心广泛使用的切削刀具，硬质合金刀片高速铣削钢件时，由于它在高温下受到交变热负荷的作用，刀具的最终破损表现为以下多种型式：(1)刀具脆性剥落；(2)在刀具前后面上产生与切削刃大致相互垂直的热震梳状裂纹；(3)刀具后隙面磨损；(4)刀刃产生大块崩刃。

涂层硬质合金刀具的出现是刀具发展史上的一个重要里程碑。它是在强度和韧性较好的硬质合金基体上，利用气相沉积方法涂覆一薄层耐磨性好的难熔金属或非金属化合物而形成。涂层作为一个化学屏障和热屏障，减少了刀具与工件间的扩散和化学反应，从而减少了月牙洼磨损。涂层具有很高的硬度和耐热性，并降低了刀具与工件间的摩擦系数，因此涂层刀具比未涂层刀具可显著地提高使用寿命，通常涂层刀具的寿命可比未涂层刀具高2-5倍。据日本住友公司调查，经涂层后的刀具寿命延长2-3倍的占36%，3倍以上的占30%，提高加工效率（包括切削速度和进给速度）的占19%。此外它的通用性广，一种牌号的涂层硬质合金刀具常可胜任几个等级未涂层刀片的切削工作，从而可简化刀具管理。据统计，在一些工业发达国家，涂层刀具的使用量已占到刀具总数的 60-70%。美国在数控机床上使用的刀具都是涂层刀具。

TiN是最先被广泛使用的硬质涂层材料。早在20世纪初，TiN就可以被精确控制成分进行人工合成，从六十年代末开始，己经广泛地应用在刀具涂层，表面装饰保护，模具耐磨耐蚀涂层。70年代以来，用物理气相沉积PVD技术制备的TiN涂层已广泛应用于刀模具和各种耐磨零件及装饰涂层上。进入80年代，氮化钛几乎是唯一的商业化的硬质层材料。当今工业发达国家TiN涂层高速钢刀具的使用率已占高速钢刀具的50-70%，少数不可重磨的复杂刀具的涂层所占比率己超过90%。人们对TiN涂层的研究也越来越多。由于TiN涂层性能优越，工艺过程又符合“绿色制造业”理念，可以预期在21世纪前期仍有较大的发展空间。TiN耐温有限，当使用温度超过500℃时涂层开始失效。随着技术的进步，人们对涂层的综合性能要求越来越高，并且对不同服役条件的产品，其主要失效抗力指标要求不尽相同，应该有不同性能特点的涂层与之相适应，以增加涂层多样性的选择。因此在单一TiN涂层的基础上，近年来已发展起不少新的先进TiN基复合氮化物涂层，即TiN涂层的多元合金化。

1995年，德国的 Veprek 等人在Appl. Phys. Lett上发表文章称首次发现了一种新型的超硬的材料Ti-Si-N。Vickers硬度在50GPa，弹性模量达到500GPa，在空气中的抗氧化性大于800℃。2000年，S.Veprek制备出维氏硬度达到 80-105GPa 的Ti-Si-N材料。材料的主要结构也是nc-TiN/a- Si₃N₄的结构。耐温达到1100 ℃。并且发现TiN晶粒间的氮化硅物质对整个材料的硬度起着至关重要的作用。由于Ti-Si-N材料的高硬度和高耐温特性，使其成为近10年来国内外超硬刀具涂层研究的热点课题。

1989年A.Y. Liu和M.L.Cohen根据β-Si₃N₄的晶体结构，用C替换Si，在局域态密度近似下采用第一性赝势能带法从理论上预言了β-C₃N₄(即氮化碳)这种硬度可以和金刚石相媲美而在自然界中尚未发现的新的共价化合物。1996年，Teter和Hemley通过计算认为C₃N₄可能具有5种结构，即α相，β相，立方相、准立方相以及类石墨相。除了类石墨相外，其他4种结构物质的硬度都可以与金刚石相比拟。氮化碳（CN）薄膜具有高硬度、低摩擦系数和高热稳定性的特点，是一种最新型的超硬材料，其理论硬度接近金刚石，有望在在某些场合取代金刚石材料。

纳米多层膜是目前刀具发展的最新趋势，其力学性能大大优于组分氮化物常规涂层的性能。由于纳米多层涂层优越的切削特性，具有比常规TiN、TiCN、TiSiN以及TiAlN等涂层更好的切削性能。根据硬质合金刀片切削加工的特点，将高耐温TiSiN涂层和低摩擦系数CN涂层结合制备多层纳米复合涂层制备与刀片表面，使硬质合金切削刀片具有良好的加工适应性。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术的现状，提供了一种超硬TiN-TiSiN-CN多层交替复合梯度涂层硬质合金刀片及制备方法。

本发明产品的技术方案是：在硬质合金刀片的基体表面有从内到外由结合层、过渡层、支撑层、耐磨层I、耐磨层II、减磨层构成的复合涂层，且：结合层为Ti层；过渡层为TiN层；支撑层为TiN/TiSiN层；耐磨层I为TiSiN层；耐磨层II为TiSiN/CN层；减磨层为CN层。

作为优选方案：

所述结合层厚度为5-30纳米；过渡层厚度为500-2000纳米；支撑层厚度为500-4000纳米；耐磨层I厚度为500-4000纳米；耐磨层II厚度为100-4000纳米；减磨层厚度为500-1000纳米。

所述支撑层为TiN层和TiSiN层交替构成的TiN/TiSiN多层涂层, 其中单层TiSiN层厚度为3-8纳米，单层TiN层厚度为2-7纳米，每层TiSiN+TiN厚度之和为5-10纳米。

所述耐磨层II为TiSiN层和CN层交替构成的TiSiN/CN多层涂层,其中单层TiSiN层厚度为3-8纳米，单层CN层厚度为2-7纳米，每层TiSiN+CN厚度之和为5-10纳米。

所述耐磨层I包含TiN纳米晶和非晶SiNx，其中TiN纳米晶尺寸为5-20纳米，每层（是否合适些）非晶SiNx层厚度为0.1-2nm。

本发明的制备方法的技术方案是：由下述步骤依次形成：

1）对经过化学清洗的硬质合金刀片进行辉光清洗后,在其表面沉积结合层，该结合层为Ti层；

2）在上步得到的结合层上沉积过渡层，该过渡层为TiN层；

3）在上步得到的过渡层上沉积支撑层，支撑层为TiN/TiSiN层；

4）在上步得到的支撑层上沉积耐磨层I，该耐磨层I为TiSiN层；

5）在上步得到的耐磨层I上沉积耐磨层II，该耐磨层II为TiSiN/CN层；

6）在上步得到的耐磨层II上沉积减磨层，该减磨层为CN层，自然冷却，即得。

作为优选项：

所述的辉光清洗的条件为：温度为400－600℃，氢气和氩气环境下；

所述结合层的沉积条件为：气压0.01-0.1Pa，电压－1000V到－1200V；

所述过渡层的沉积条件为：氮气环境下，气压0.1-0.5Pa，电压－100V到－250V；

所述支撑层的沉积条件为：氮气环境下，气压0. 5-2.3Pa，电压－150V到250V；

所述耐磨层I的沉积条件为：氮气环境下，气压0.1-1Pa，电压－150V到－250V；

所述耐磨层II的沉积条件为：氮气环境下，气压1-1Pa，电压－150V到－250V；

所述减磨层的沉积条件为：氮气环境下，电压－150V到－250V、气压0.1-0.5Pa。

由上述技术方案可知本发明是利用电弧离子镀的高离化率来制备纳米复合多层涂层材料。为了提高涂层和基体的结合力，该方法首先利用氢气和氩气辉光放电过程产生的氩离子清洗硬质合金刀片的表面氧化物，一般情况下由于氧化物会降低涂层和基体的结合力，为此氧化物的去处是涂层中非常关键的技术。常规化学清洗在清洗过程中可以去处氧化层，但接触空气后表面会很快形成氧化层，为此本专利采用真空室中的氢气辉光离子的高还原特性去处氧化物具有一定的优越性。辉光离子清洗一般在800-1000V的负偏压下进行，清洗时间从30-120分钟。

在离子清洗结束后，表面处于比较清洁的状态。随后，本专利采用电弧离子镀技术从Ti靶上将Ti离子高温蒸发并在高偏压作用下高速运动到硬质合金刀片表面，在硬质合金刀片表面加有1000-1200V的负高压，高压对离化的Ti离子具有加速作用，经过加速的Ti离子会高速撞击硬质合金刀片表面，撞击过程会产生高温，Ti离子会与硬质合金刀片基体形成冶金结合层，一般扩散深度达到5-10nm。Ti离子的轰击作用一是可以形成冶金结合层，二是可以在硬质合金刀片的表面沉积纯Ti层，由于轰击和沉积过程同时进行，形成的Ti涂层会非常致密，抑制了柱状Ti粗晶粒的生长。然后通入氮气与Ti反应生成TiN过渡层。过渡层厚度一般为100-300纳米。在TiN涂层的基础上，逐步开启TiSi靶，TiSi与氮气反应生成TiSiN涂层，当合金刀运动到Ti靶前面时将形成TiN涂层，当运动到TiSi靶前部时将形成TiSiN涂层，合金刀连续的转动将会形成TiSiN/TiN纳米复合涂层。

将两者结合的目的主要是从如下方面考虑：一、纯TiSiN涂层的硬度高，但应力较大，为此需要降低其应力；二、TiSiN的摩擦系数较大，为了获得较好的使用效果，需要降低其摩擦系数；而TiN涂层不但应力较小，同时其摩擦系数较低，将TiN掺杂到TiSiN涂层中，不但使TiSiN和底层的TiN具有很好的结合力，同时在保持硬度的基础上大幅度降低了涂层内应力，支撑层厚度一般为500-1500nm。

当支撑层沉积结束后，涂层具有了一定的厚度和硬度，为了提高其耐温性，关闭Ti靶，沉积具有良好耐温性能的纯的TiSiN涂层，TiSiN涂层中TiN纳米晶的大小对涂层硬度和耐温性具有较大的影响，为此必须控制TiN纳米晶的大小，一般控制在5-20纳米。在TiSiN涂层制备结束后，将离子源开启，进行CN涂层制备，当刀片经过TiSi前面时形成TiSiN涂层，当刀片经过离子源前面时形成CN涂层，当重复制备过程时就会形成TiSiN/CN多层纳米涂层，TiSiN/CN多层膜层数为100-400层。硬度为35-40GPa，厚度为100-4000纳米。在TiSiN/CN涂层后继续制备CN涂层，降低涂层的摩擦系数。涂层总厚度控制在2-15微米。

该涂层不但具有较好的耐磨性能，同时由于多层结构具有良好的耐腐蚀性能。与常规的单层TiN相比，由于TiSiN和CN涂层材料的加入，使涂层不但具有良好的耐磨性能，同时其润滑性能大幅度上升。此外，TiN/TiSiN梯度层的设计为高硬度耐磨层提供了较好的支撑作用，使表面TiSiN和CN复合耐磨层具有更好的耐磨效果。在TiN/TiSiN涂层的基础上，TiSiN纳米晶复合涂层的使用主要是为了在TiN/TiSiN涂层和TiSiN-CN复合层之间提供成分渐变，起到良好的降低应力的作用。在TiSiN涂层的基础上，将TiSiN和CN涂层交替沉积，形成TiSiN/CN复合层，该层不但具有高硬度，同时具有一定的减磨性能。在TiSiN/CN复合层顶部，本发明还增加了纯CN减磨层，这主要是为了降低复合涂层的摩擦系数，当加工各种材料时提供较好的润滑性能，提高加工效果。为此本涂层不但结构设计先进，同时多种材料的配合使用使涂层具有良好的适应性能。大幅度提高了硬质合金刀片的加工性能。具有良好的市场应用前景。

因此本发明具有如下优点：第一，与常规刀具涂层相比，本发明采用两种超硬涂层构筑新的超硬涂层；二，本发明充分利用纳米晶-非晶复合、纳米多层复合，梯度复合以及多层结构涂层技术，形成结构和成分渐变，涂层和基体为冶金结合，具有良好的附着力；第三，与常规电弧离子镀技术相比，本发明采用多层结构技术抑制了柱状晶的生长，提高涂层的致密度，这不但提高了涂层的耐腐蚀性，同时耐磨性也大幅度提高；第四，本发明将耐温较好的TiSiN涂层和摩擦系数较低的CN涂层构建新型耐磨和自润滑涂层，突破现有刀具涂层润滑性能较差的缺点；第六，本发明将TiSiN和CN涂层的复合涂层应用于硬质合金切削刀具上，将大幅度提高硬质合金刀片的适应性和切削加工性能；第七，本发明采用电弧离子镀技术与现行涂层设备相近，同时涂层设备结构简单，易于控制，工业应用前景良好；

本发明所制备TiN-TiSiN-CN超硬纳米多层复合涂层硬质合金刀具有良好的结合力和耐磨耐温性能，保证了硬质合金刀片长期稳定工作，使硬质合金刀加工性能大幅度提高，加工质量稳定，加工效率提高，降低了厂家的生产成本。

附图说明

图1.为本发明中所采用的涂层装置示意图；

图2.为本发明设计的涂层结构示意图；

图3.为本发明设计的TiN-TiSiN-CN表面形貌；

图4.为本发明设计的TiN-TiSiN-CN涂层截面形貌。

上述图1中：1-工件架；2-Ti靶；3-TiSi靶；4- TiSi；5-抽气口；6-Ti靶；7-加热器；8-离子源；9-离子源；10-炉门:

上述图2中：1--基体；2--结合层；3--过渡层；4---支撑层；5--耐磨层I;6---耐磨层II;7--减磨层;

具体实施方式

以下结合具体的实施例对本发明的技术方案作进一步说明：

实施本发明方法的装置如图1所示，装置的真空室由炉壁围成，真空室高度为0.5-1.5米，直径为700-1500mm。真空室侧面设有炉门3，以方便工件的装卸。真空室设有抽真空口5，抽真空机组通过抽真空口5对真空室进行抽真空，抽真空机组可由分子泵和机械泵组成，极限真空可以达到5×10^-4Pa。真空室的中心部位为加热器7，加热功率20千瓦，18个电弧源分6列安装在炉壁上，每两列为一组，共三组。分别安装Ti靶、TiSi靶和空心阴极离子源，样品装在工件架上。该布局使真空室中等离子体密度大幅度增加，工件完全浸没在等离子体中。使涂层沉积速率、硬度、附着力得到较大的提高。由于对靶结构进行了优化，磁场分布更均匀，使电弧在靶面上均匀燃烧，提高了涂层的均匀性。

实施例1：在400℃、氢气和氩气环境下，对硬质合金刀片经过辉光清洗结束后，在0.01Pa，－1000V条件沉积Ti结合层；结合层厚度为5纳米，通入氮气，在0.1Pa，－100V条件沉积500纳米TiN过渡层；在0.5Pa，-150V条件下沉积500纳米TiSiN/TiN支撑层，单层TiN纳米层厚度2纳米，单层TiSiN厚度为3纳米，TiN+TiSiN厚度为5纳米。在0.5Pa，-150V条件下沉积500纳米TiSiN耐磨层I,TiN纳米晶尺寸为5纳米，SiNx厚度为2纳米。在1Pa，-150V条件下沉积TiSiN/CN耐磨层II厚度为100纳米, 单层TiSiN纳米层厚度5纳米，单层CN厚度为5纳米，CN+TiSiN厚度为10纳米。在0.1Pa，-150V条件下沉积厚度为500纳米减磨层。涂层总厚度在控制在2.1微米，制备结束后自然冷却，得到TiN-TiSiN-CN超硬纳米多层复合涂层刀片。

实施例2：在600℃、氢气和氩气环境下，对硬质合金刀片经过辉光清洗结束后，在0.1Pa，－1200V条件沉积Ti结合层；结合层厚度为30纳米，通入氮气，在0.5Pa，－250V条件沉积2000纳米TiN过渡层；在2.3Pa，－250V条件下沉积4000纳米TiSiN/TiN支撑层，单层TiN纳米层厚度2纳米，单层TiSiN厚度为8纳米，TiN+TiSiN厚度为10纳米。在1Pa，-250V条件下沉积4000纳米耐磨层I，TiN纳米晶尺寸为20纳米，SiNx厚度为0.1纳米。在2.3Pa，-250V条件下沉积耐磨层II厚度为4000纳米，单层TiSiN纳米层厚度2纳米，单层CN厚度为8纳米，CN+TiSiN厚度为10纳米。在0.5Pa，-250V条件下沉积厚度为1000纳米减磨层。涂层总厚度在控制在15.09微米，制备结束后自然冷却，得到TiN-TiSiN-CN超硬纳米多层复合涂层刀片。

实施例3：在500℃、氢气和氩气环境下，对硬质合金刀片经过辉光清洗结束后，在0.05Pa，－1100V条件沉积Ti结合层；结合层厚度为20纳米，通入氮气，在0.3Pa，－150V条件沉积1000纳米TiN过渡层；在1Pa，-200V条件下沉积1000纳米TiSiN/TiN支撑层，单层TiN纳米层厚度3纳米，单层TiSiN厚度为7纳米，TiN+TiSiN厚度为10纳米。在0.8Pa，-200V条件下沉积1000纳米耐磨层I，TiN纳米晶尺寸为10纳米，SiNx厚度为1.2纳米。在2Pa，-200V条件下沉积纳米耐磨层II厚度为2000纳米, 单层TiSiN纳米层厚度5纳米，单层CN厚度为5纳米，CN+TiSiN厚度为10纳米。在0.4Pa，-200V条件下沉积厚度为800纳米减磨层。涂层总厚度在控制在5.87微米，制备结束后自然冷却，得到TiN-TiSiN-CN超硬纳米多层复合涂层刀片。

实施例4：在550℃、氢气和氩气环境下，对硬质合金刀片经过辉光清洗结束后，在0.05Pa，－1100V条件沉积Ti结合层；结合层厚度为30纳米，通入氮气，在0.5Pa，－150V条件沉积2000纳米TiN过渡层；在1Pa，-200V条件下沉积2000纳米TiSiN/TiN支撑层，单层TiN纳米层厚度3纳米，单层TiSiN厚度为7纳米，TiN+TiSiN厚度为10纳米。在1Pa，-200V条件下沉积2000纳米耐磨层I，TiN纳米晶尺寸为15纳米，SiNx厚度为0.5纳米。在2Pa，-200V条件下沉积纳米耐磨层II厚度为3000纳米,单层TiSiN纳米层厚度6纳米，单层CN厚度为4纳米，CN+TiSiN厚度为10纳米。在0.4Pa，-200V条件下沉积厚度为1000纳米减磨层。涂层总厚度在控制在10.08微米，制备结束后自然冷却，得到TiN-TiSiN-CN超硬纳米多层复合涂层刀片。

图2为本发明设计的涂层结构示意图，从图中可以看出，涂层结构上存在成分和硬度梯度，降低了涂层的应力，可沉积较厚的涂层。

图3 为本发明设计的TiN-TiSiN-CN表面形貌，从图中可以看出涂层表面有一定的颗粒，这是电弧法产生的大液滴，但涂层无较大明显的孔洞。

图4 为为本发明设计的TiN-TiSiN-CN涂层截面形貌，从图中可以看出涂层和基体结合良好，涂层厚度均匀。

Claims

1.一种超硬TiN-TiSiN-CN多层交替复合梯度涂层硬质合金刀片，其特征在于：所述硬质合金刀片的基体表面有从内到外由结合层、过渡层、支撑层、耐磨层I、耐磨层II、减磨层构成的复合涂层，且：

1）结合层为Ti层；

2）过渡层为TiN层；

3）支撑层为TiN/TiSiN层；

4）耐磨层I为TiSiN层；

5）耐磨层II为TiSiN/CN层；

6）减磨层为CN层。

2.如权利要求1所述的超硬TiN-TiSiN-CN多层交替复合梯度涂层硬质合金刀片，其特征在于：所述复核涂层的厚度为2-15微米，其中

1）结合层厚度为5-30纳米；

2）过渡层厚度为500-2000纳米；

3）支撑层厚度为500-4000纳米；

4）耐磨层I厚度为500-4000纳米；

5）耐磨层II厚度为100-4000纳米；

6）减磨层厚度为500-1000纳米。

3.如权利要求1所述的超硬TiN-TiSiN-CN多层交替复合梯度涂层硬质合金刀片，其特征在于：所述支撑层为TiN层和TiSiN层交替构成的TiN/TiSiN多层涂层, 其中单层TiSiN层厚度为3-8纳米，单层TiN层厚度为2-7纳米，每层TiSiN+TiN厚度之和为5-10纳米。

4.如权利要求1所述的超硬TiN-TiSiN-CN多层交替复合梯度涂层硬质合金刀片，其特征在于：所述耐磨层II为TiSiN层和CN层交替构成的TiSiN/CN多层涂层,其中单层TiSiN层厚度为3-8纳米，单层CN层厚度为2-7纳米，每层TiSiN+CN厚度之和为5-10纳米。

5.如权利要求1所述的超硬TiN-TiSiN-CN多层交替复合梯度涂层硬质合金刀片，其特征在于：所述耐磨层I包含TiN纳米晶和非晶SiNx，其中TiN纳米晶尺寸为5-20纳米，非晶SiNx层厚度为0.1-2nm。

6.一种如权利要求1所述的超硬TiN-TiSiN-CN多层交替复合梯度涂层硬质合金刀片的制备方法，其特征在于：由下述步骤依次形成：

2）在上步得到的结合层上沉积过渡层，该过渡层为TiN层；

3）在上步得到的过渡层上沉积支撑层，支撑层为TiN/TiSiN层；

7.如权利要求6所述的超硬TiN-TiSiN-CN多层交替复合梯度涂层硬质合金刀片的制备方法，其特征在于：

1）所述的辉光清洗的条件为：温度为400－600℃，氢气和氩气环境下；

2）所述结合层的沉积条件为：气压0.01-0.1Pa，电压－1000V到－1200V；

3）所述过渡层的沉积条件为：氮气环境下，气压0.1-0.5Pa，电压－100V到－250V；

4）所述支撑层的沉积条件为：氮气环境下，气压0. 5-2.3Pa，电压－150V到－250V；

5）所述耐磨层I的沉积条件为：氮气环境下，气压0.5-1Pa，电压－150V到－250V；

6）所述耐磨层II的沉积条件为：氮气环境下，气压1-2.3Pa，电压－150V到－250V；

7）所述减磨层的沉积条件为：氮气环境下，气压0.1-0.5Pa，电压－150V到－250V。