一种注塑机螺杆表面强化方法技术

本发明专利技术涉及注塑机螺杆技术领域，具体涉及一种注塑机螺杆表面强化方法，包括如下步骤：步骤1：去除注塑机螺杆表面的氧化层；步骤2：在步骤1之后，将注塑机螺杆放到超声波中清洗；步骤3：将清洗后的注塑机螺杆放到真空干燥箱中干燥；步骤4：将干燥后的注塑机螺杆放入电弧离子镀膜设备中，镀制Ti/TiN/TiAlN多层复合薄膜；步骤5：在步骤4之后，使用等离子体轰击注塑机螺杆表面上的Ti/TiN/TiAlN多层复合薄膜。使用该方法后，可以在注塑机螺杆表面形成不易脱落，且薄膜层的外表面的应力为压应力，而且薄膜层的耐磨性和结合力好的薄膜，从而提高注塑机螺杆的使用寿命。

Surface strengthening method for screw of injection molding machine

The present invention relates to the technical field of plastic injection molding machine, in particular to surface strengthening method of screw injection molding machine, which comprises the following steps: Step 1: to remove the oxide layer on the surface of the screw injection molding machine; step 2: in step 1, the injection molding machine screw in ultrasonic cleaning; step 3: after cleaning in the injection molding machine screw vacuum drying box drying; step 4: injection molding machine screw after drying in arc ion plating equipment, plating Ti/TiN/TiAlN composite film; step 5: in step 4, the bombardment of the Ti/TiN/TiAlN multilayer films on the surface of the screw injection molding machine using plasma. Using this method, can be formed in the screw injection molding machine is not easy to fall off the surface, and the stress of outer surface film layer of compressive stress, and the thin layer of wear resistance and good adhesion of the film, so as to improve the service life of the screw injection molding machine.

【技术实现步骤摘要】
一种注塑机螺杆表面强化方法
本专利技术涉及注塑机螺杆
，具体涉及一种注塑机螺杆表面强化方法。
技术介绍
注塑机螺杆的使用环境极其恶劣，有未熔塑料及外来硬质颗粒的磨粒磨损，还有熔融塑料的粘着磨损。因此，注塑机螺杆的表面强化可以有效增加注塑机螺杆的使用寿命。在工件上镀制薄膜层是工件表面强化的常用方法之一，现有技术中，一般直接将工件进行镀膜，镀完膜后即完成工件的加工，这样，就会产生以下不足：1.由于直接将工件进行镀膜，这样，工件镀膜之前的存放过程中，会产生一定的氧化层，相当于工件镀膜是镀制在工件的氧化层上，由于氧化层的硬度低，质地松软，造成薄膜层易脱落的问题。2.由于镀完膜后即完成工件的加工，由于镀膜过程中的冷热变化，薄膜层的外表面的应力状态复杂，造成薄膜层的耐磨性和结合力下降。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种注塑机螺杆表面强化方法，使用该方法后，可以在注塑机螺杆表面不易脱落，并且薄膜层的外表面的应力为压应力从而薄膜层的耐磨性和结合力好的薄膜，最终提高注塑机螺杆的使用寿命。为解决上述技术问题，本专利技术的一种注塑机螺杆表面强化方法，包括如下步骤：步骤1：去除注塑机螺杆表面的氧化层；步骤2：在步骤1之后，将注塑机螺杆放到超声波中清洗；步骤3：将清洗后的注塑机螺杆放到真空干燥箱中干燥；步骤4：将干燥后的注塑机螺杆放入电弧离子镀膜设备中，镀制Ti/TiN/TiAlN多层复合薄膜；步骤5：在步骤4之后，使用等离子体轰击注塑机螺杆表面上的Ti/TiN/TiAlN多层复合薄膜。采用上述方法后：由于在镀膜之前去除了注塑机螺杆表面的氧化层，所以在镀膜时，薄膜是在工件的基体上直接生长形成的，由于基体材料硬，质地密实，避免了由于氧化层的存在造成薄膜层易脱落的问题；另外，在镀制Ti/TiN/TiAlN多层复合薄膜后，使用等离子体轰击注塑机螺杆表面上的Ti/TiN/TiAlN多层复合薄膜，等离子体也称为“超气体”或“电浆体”，是一种中性、高能量、离子化的气体，包含中性原子或分子、带电离子和自由电子这些活性粒子，活性粒子轰击Ti/TiN/TiAlN多层复合薄膜，相当于在Ti/TiN/TiAlN多层复合薄膜上进行等离子体喷丸，从而改变Ti/TiN/TiAlN多层复合薄膜的应力状态，使Ti/TiN/TiAlN多层复合薄膜的表面具有压应力，从而Ti/TiN/TiAlN多层复合薄膜的耐磨性和结合力好，因此，采用上述方法后，Ti/TiN/TiAlN多层复合薄膜的整体性能得到提高，从而提高注塑机螺杆的使用寿命。当然，现有技术中也存在喷丸工艺，然而，现有技术中的喷丸工艺难以应用到薄膜表面，这是因为：现有技术中的喷丸粒径大、喷丸速度快、冲量大，喷丸会在薄膜表面形成较大的冲击，然而，薄膜与基体的结合力是有限的，这样，由于冲击较大，很容易使得薄膜脱落。而本专利技术采用等离子体轰击注塑机螺杆表面上的Ti/TiN/TiAlN多层复合薄膜，等离子体中的活性粒子粒径小且均匀，作用在薄膜表面冲量适合，不仅达到改变Ti/TiN/TiAlN多层复合薄膜的应力状态的效果，还保证了Ti/TiN/TiAlN多层复合薄膜不被脱落。所述电弧离子镀膜设备包括腔体，所述腔体上连接有氮气供应系统和氩气供应系统，所述腔体的侧壁上均匀的固定有第一靶材、第二靶材、第三靶材和第四靶材，第一靶材、第二靶材、第三靶材和第四靶材与电源连接，所述第一靶材和第三靶材相对设置并且材料均为Ti，所述第二靶材和第四靶材相对设置并且材料均为Al，所述腔体的底部设有用于放置注塑机螺杆的试样台；注塑机螺杆与偏压电源连接。试样台下面连接有伺服电机，以驱动试样台转动；所述Ti/TiN/TiAlN多层复合薄膜由注塑机螺杆表面向外依次包括Ti薄膜层、TiN过渡层、TiN薄膜层、TiAlN过渡层和TiAlN薄膜层；所述镀制Ti/TiN/TiAlN多层复合薄膜具体包括：S1)等离子体轰击注塑机螺杆表面；即：开启第一靶材、第二靶材、第三靶材和第四靶材，氮气供应系统处于关闭状态，氩气供应系统供应氩气的流量为25～30sccm；设置第一靶材、第二靶材、第三靶材和第四靶材的电流参数为0.3～0.5A，注塑机螺杆上的负偏压为500V～600V，时间为20～30min；该步骤的有益效果在于：一方面，让等离子体中的活性粒子轰击注塑机螺杆表面，使注塑机螺杆表面的污染物例如氧化层，化学污渍残留等脱离表面，最终被电弧离子镀膜设备真空泵吸走，达到清洗注塑机螺杆表面的作用，保证注塑机螺杆表面干净无杂质，为后续镀制Ti/TiN/TiAlN多层复合薄膜做准备；另一方面，可以使得注塑机螺杆表面的应力状态为压应力，在压应力的条件下，可以有效提高薄膜层与基体的结合力，为镀制结合力好的Ti/TiN/TiAlN多层复合薄膜做准备。S2)镀制Ti薄膜层；即：氮气供应系统处于关闭状态，氩气供应系统供应氩气的流量为25～30sccm；设置第一靶材和第三靶材的电流参数为4～6A，第二靶材和第四靶材的电流参数为0.3～0.5A，注塑机螺杆上的负偏压为50V～80V，时间为30～40min；该步骤的有益效果在于：因为后续还要镀制TiN薄膜层和TiAlN薄膜层，由于TiN薄膜的特性为的硬度高、耐磨性好但是与钢材料基体结合力较弱，若直接在注塑机螺杆表面镀制，就会造成薄膜易脱落问题，因此，镀制Ti薄膜层可以让Ti薄膜层作为TiN薄膜与注塑机螺杆的过渡层，为后续镀制TiN薄膜层和TiAlN薄膜层起到过渡作用，为镀制结合力好的Ti/TiN/TiAlN多层复合薄膜作进一步铺垫。S3)等离子体轰击Ti薄膜层表面；即：氮气供应系统处于关闭状态，氩气供应系统供应氩气的流量为25～30sccm；设置第一靶材、第二靶材、第三靶材和第四靶材的电流参数为0.3～0.5A，注塑机螺杆上的负偏压为500V～600V，时间为10～20min；该步骤的有益效果在于：一方面，让等离子体中的活性粒子轰击Ti薄膜层表面，使得Ti薄膜层表面的结合力差的薄膜组成原子团脱离薄膜层，保证Ti薄膜层的紧密度，为后续镀制TiN薄膜层做准备；另一方面，可以使得Ti薄膜层表面的应力状态为压应力，在压应力的条件下，可以有效提高薄膜层的结合力，为下一步骤镀制结合力好的TiN薄膜层做准备。S4)镀制TiN过渡层；即：氩气供应系统供应氩气的流量为25～30sccm；设置第一靶材和第三靶材的电流参数为4～6A，第二靶材和第四靶材的电流参数为0.3～0.5A，注塑机螺杆上的负偏压为50V～80V，打开氮气供应系统，使氮气流量以5～6sccm/min的速度增加，时间为5～6min；该步骤的有益效果在于：镀制TiN过渡层可以让TiN过渡层作为TiN薄膜与Ti薄膜层的过渡层，为后续镀制TiN薄膜层，为镀制结合力好的Ti/TiN/TiAlN多层复合薄膜作铺垫。S5)镀制TiN薄膜层；即：氩气供应系统供应氩气的流量为25～30sccm，氮气供应系统供应氮气的流量为25～30sccm，设置第一靶材和第三靶材的电流参数为4～6A，设置第二靶材和第四靶材的电流参数为0.3～0.5A，注塑机螺杆上的负偏压为50V～80V，时间为60～80min；负偏压为50V～80V这一参数可以使得在镀制TiN薄膜层的过程中，负偏压将吸引等离子体中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种注塑机螺杆表面强化方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：去除注塑机螺杆(5)表面的氧化层；步骤2：在步骤1之后，将注塑机螺杆(5)放到超声波中清洗；步骤3：将清洗后的注塑机螺杆(5)放到真空干燥箱中干燥；步骤4：将干燥后的注塑机螺杆(5)放入电弧离子镀膜设备中，镀制Ti/TiN/TiAlN多层复合薄膜；步骤5：在步骤4之后，使用等离子体轰击注塑机螺杆(5)表面上的Ti/TiN/TiAlN多层复合薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种注塑机螺杆表面强化方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：去除注塑机螺杆(5)表面的氧化层；步骤2：在步骤1之后，将注塑机螺杆(5)放到超声波中清洗；步骤3：将清洗后的注塑机螺杆(5)放到真空干燥箱中干燥；步骤4：将干燥后的注塑机螺杆(5)放入电弧离子镀膜设备中，镀制Ti/TiN/TiAlN多层复合薄膜；步骤5：在步骤4之后，使用等离子体轰击注塑机螺杆(5)表面上的Ti/TiN/TiAlN多层复合薄膜。2.按照权利要求1所述的一种注塑机螺杆表面强化方法，其特征在于，所述电弧离子镀膜设备包括腔体(6)，所述腔体(6)上连接有氮气供应系统和氩气供应系统，所述腔体(6)的侧壁上均匀的固定有第一靶材(1)、第二靶材(2)、第三靶材(3)和第四靶材(4)，所述第一靶材(1)和第三靶材(3)相对设置并且材料均为Ti，所述第二靶材(2)和第四靶材(4)相对设置并且材料均为Al，所述腔体(6)的底部设有用于放置注塑机螺杆(5)的试样台(7)；所述Ti/TiN/TiAlN多层复合薄膜由注塑机螺杆(5)表面向外依次包括Ti薄膜层(8)、TiN过渡层(9)、TiN薄膜层(10)、TiAlN过渡层(11)和TiAlN薄膜层(12)；所述镀制Ti/TiN/TiAlN多层复合薄膜具体包括：S1)等离子体轰击注塑机螺杆(5)表面；即：开启第一靶材(1)、第二靶材(2)、第三靶材(3)和第四靶材(4)，氮气供应系统处于关闭状态，氩气供应系统供应氩气的流量为25～30sccm；设置第一靶材(1)、第二靶材(2)、第三靶材(3)和第四靶材(4)的电流参数为0.3～0.5A，注塑机螺杆(5)上的负偏压为500V～600V，时间为20～30min；S2)镀制Ti薄膜层(8)；即：氮气供应系统处于关闭状态，氩气供应系统供应氩气的流量为25～30sccm；设置第一靶材(1)和第三靶材(3)的电流参数为4～6A，第二靶材(2)和第四靶材(4)的电流参数为0.3～0.5A，注塑机螺杆(5)上的负偏压为50V～80V，时间为30～40min；S3)等离子体轰击Ti薄膜层(8)表面；即：氮气供应系统处于关闭状态，氩气供应系统供应氩气的流量为25～30sccm；设置第一靶材(1)、第二靶材(2)、第三靶材(3)和第四靶材(4)的电流参数为0.3～0.5A，注塑机螺杆(5)上的负偏压为500V～600V，时间为10～20min；S4)镀制TiN过渡层(9)；即：氩气供应系统供应氩气的流量为25～30sccm；设置第一靶材(1)和第三靶材(3)的电流参数为4～6A，第二靶材(2)和第四靶材(4)的电流参数为0.3～0.5A，注塑机螺杆(5)上的负偏压为50V～80V，打开氮气供应系统，使氮气流量以5～6sccm/min的速度增加，时间为5～6min；S5)镀制TiN薄膜层(10)；即：氩气供应系统供应氩气的流量...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍明东，徐金富，刘维，
申请(专利权)人：宁波工程学院，宁波市海达塑料机械有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33