随着电弧离子镀技术的迅速发展,现如今电弧离子镀技术已经逐渐取代了其他各种类型的离子镀。由于使用这种技术可以使靶材离化率高,靶材离子动能很高、靶材离子沉积速率很快、靶源位置可以任意安装等优点。因此这种技术在工业领域非常盛行,广泛应用于模具、钢管、不锈钢板材、灯具、装饰材料以及五金制品等领域。而且镀层材料由单一氮化钛发展到碳氮化钛、氮化钛铝、氮化铬等多种材料并用,然后又进一步发展为多层复合镀层。所以对这种技术的研究具有经济价值。本课题以直流电弧离子镀为理论基础,设计了一款直流电弧离子源(即靶源),包括冷却水系统的设计、引弧电极的设计以及靶源底板的设计。其中设计的冷却水系统可以最大限度地冷却靶源、零件的密封部件和绝缘材料。设计出的引弧电极是由三部分组成：起弧触头架、起弧底座、起弧瓷管。通过前面的设计绘制出电弧离子源零件图并加工。本设计使用Ansys有限元分析软件对磁场进行模拟仿真,并在此基础上完成靶源磁场的设计。此外,设计了自动控制装置,此装置包括基于IGBT引弧的高压脉冲电源、IGBT的驱动电路、控制信号PWM脉冲发生电路、主电源电流信号的检测和采集电路。此自动控制装置可以监控电弧放电的正常状态,一旦产生熄弧现象可以自动地进行再次引弧,从而达到稳定的电弧放电。此外设计的自动控制装置还可以通过对主电源电流信号的采集,达到计算薄膜的厚度目的。经过理论验证、设计原理图和装置的调试,基本完成设计要求。