一种能提高切削刀具涂层厚度均匀性的镀膜装置制造方法及图纸

一种能提高切削刀具涂层厚度均匀性的镀膜装置，包括镀膜室以及与所述镀膜室连接的真空系统，镀膜室内设有阴极电弧源，所述镀膜室的底部设有旋转平台，所述旋转平台上设有若干粒子聚集装置；所述的粒子聚集装置包括条形支柱，所述条形支柱从上至下均匀设置有用于安装磁铁的若干凹槽。 1

A coating device that can improve the uniformity of coating thickness of cutting tools

A coating device, which can improve the uniformity of the thickness of the cutting tool coating, comprises a coating chamber and a vacuum system connected with the coating chamber. A cathode arc source is provided in the coating chamber. The bottom of the coating chamber is provided with a rotating platform, and a number of particle gathering devices are provided on the rotary platform. The particle gathering device includes the particle gathering device. A strip pillar is provided with a plurality of grooves for mounting magnet from top to bottom. One

【技术实现步骤摘要】
一种能提高切削刀具涂层厚度均匀性的镀膜装置
本技术涉及真空镀膜设备，尤其涉及一种用于切削刀具表面硬质镀膜的装置。
技术介绍
现有技术中对硬质合金或金属陶瓷刀具表面采用化学沉积方法或物理气相沉积方法进行各种硬质涂层镀膜，以提高切削刀具的耐磨性。物理气相沉积法由于其具有环保、无害、温度要求低等特点而被广泛应用，其中应用较多的是多弧离子镀和溅射镀膜。多弧离子镀和溅射镀膜技术可以采用大容量设备和小容量设备两种方式来实现。大容量设备一般采用十二个电弧源或者十六个电弧源等，大容量设备由于电弧源多，在设备内可以分布均匀，从而使沉积的涂层厚度均匀性很高，同一炉刀具，沉积出来的涂层厚度差别可达0.3-0.5μm甚至更高，这使得切削刀具在切削时加工的精度不易保证，并且对于刃口特别锋利的刀具，这种厚度差别可能导致内应力过于集中而涂层脱落甚至刃口崩坏，从而产生报废品。小容量物理气相沉积备具有方便快捷，耗用人力物力较少的优点，但是小容量设备一般采用两个电弧源或者三个电弧源，由于电弧源少，分布并不是很均匀，从而沉积的涂层厚度也不是很均匀。因此，需要对现有的技术进行进一步地的改进，从而实现在小设备的前提下，通过设置一些装置的方法来提高刀具涂层厚度的均匀性。也有企业通过行星转架来提高薄膜均匀性的装置，然而这种装置只保证了经向上的厚度均匀性，如果电弧源位置和数量不改变，这种装置就不能保证纬向上厚度的均匀性。
技术实现思路
针对以上情况，本技术提供了一种能提高切削刀具涂层厚度均匀性的镀膜装置，使用该装置后，涂层厚度的均匀性得到保证，并且涂层附着力也有所提高。所采用如下技术方案：一种能提高切削刀具涂层厚度均匀性的镀膜装置，包括镀膜室以及与所述镀膜室连接的真空系统，镀膜室内设有阴极电弧源，所述镀膜室的底部设有旋转平台，所述旋转平台上均匀分布若干粒子聚集装置；所述的粒子聚集装置包括条形支柱，所述条形支柱从上至下均匀设置有用于安装磁铁的若干凹槽。所述的磁铁的外表面与所述的条形支柱的外表面保持平齐。位于所述条形支柱中间的磁铁或中间的两块磁铁的中点与阴极电弧源在同一水平面上。所述磁铁包括上部磁铁和下部磁铁，上部磁铁嵌合在条形支柱顶端的凹槽，下部磁铁嵌合在条形支柱底端的凹槽，且所述上部和下部磁铁强度一致。所述的上部和下部磁铁之间的中间位置设置中部磁铁，所述中部磁铁的磁铁强度比上部和下部磁铁的磁铁强度低。所述上、中、下部都是活动的磁铁，可以简单拿下，可以简单附上。参照试验数据表，优选的方案为：所述的上部和下部磁铁的磁铁强度为20高斯，所述中部磁铁强度为10高斯。所述的条形支柱由铁磁类金属制成。本技术的达到的有益效果：通过磁铁产生的磁场，对将要沉积在切削刀具上的附近的散漫粒子，产生聚集的作用，从而沉积到刀具上的粒子数量比没有设置磁铁的要多，导致厚度有所提高；同时由于磁场对粒子有短暂的加速作用，可使粒子以较大能量沉积到刀具上，相当于微弱的刻蚀作用，有助于增强涂层的附着力。附图说明图1为镀膜装置的示意图。图2为本技术一实施例中提高切削刀具涂层厚度均匀性的镀膜装置中的旋转台的示意图。图3为本技术一实施例中能提高切削刀具涂层厚度均匀性的镀膜装置中的粒子聚集装置的结构示意图。图4为本技术一实施例中切削刀具的表面涂层的剖视图。图5为本技术一实施例中切削刀具的表面涂层的球面研磨后示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。图1为镀膜装置的示意图，用于制作切削刀具表面的薄膜的装置，包括镀膜室1，镀膜室1连接有用于将镀膜室抽真空的真空系统110，镀膜室1的底部设有旋转平台101，旋转平台101上设置粒子聚集装置102，该粒子聚集装置102上固定切削刀具，所述旋转平台101带动所述切削刀具旋转。附图2，图示从镀膜腔室上部往下看的视图，粒子聚集装置102固定在旋转平台101上，切削刀具固定在粒子聚集装置102上，旋转平台101带动粒子聚集装置102旋转，从而使刀具经向上涂层厚度均匀。所述的粒子聚集装置包括条形支柱，所述条形支柱从上至下均匀设置有用于安装磁铁的若干凹槽；所述的磁铁的外表面与所述的条形支柱的外表面保持平齐；所述的条形支柱由铁磁类金属制成。如附图3所示，102为粒子聚集装置，101为旋转台，203为上部磁铁安装在对应的上部凹槽103上，205为中部磁铁安装在对应中部凹槽104上，207为下部磁铁安装在对应的下部凹槽105上，三个部位的磁铁宽度与中心支柱宽度配合，磁铁固定。204、206、208均为实施例中所用方形刀片，分别对应安置在上部磁铁203、中部磁铁205、下部磁铁207图示相对应位置。209为阴极电弧源，中部磁铁205与阴极电弧源209在同一水平面，阴极电弧源209安装有用于激发粒子的全新Ti靶材，阴极电弧源209与本技术装置间加有一负偏压。当阴极电弧源209被激发时，产生大量粒子，弥漫在镀膜室内，外加一偏压使粒子沉积到刀具上。所述粒子聚集装置102，通过磁铁产生的磁场，对将要沉积在切削刀具上的附近的散漫粒子，产生聚集的作用，从而沉积到刀具上的粒子数量比没有设置磁铁的要多，导致厚度有所提高；同时由于磁场对粒子有短暂的加速作用，可使粒子以较大能量沉积到刀具上，相当于微弱的刻蚀作用，有助于增强涂层的附着力。附图4是本实施例的镀膜系统工作过程中，往镀膜室内通入N2气体，电弧源采用高电流低电压激发靶材产生粒子，同时使靶材附近的N2气体电离形成另一种粒子，两种粒子反应后沉积在基体上形成TiN涂层。图示302为所述基体刀片，图示301为所述TiN涂层，图示303为涂层TiN与基底刀片的分界面。分界面之上的涂层厚度需要借用SEM检测附图5，采用机械研磨法计算涂层厚度的示意图，由于其方便快捷性，生产上大多使用此法检测涂层厚度，图示301的涂层为一圈不过直径的弧形球面形状，图示3031和3032均为分界面，其中3031为采用本技术装置的涂层与基体分界面，3032为没有采用本技术装置的涂层与基体的分界面。根据经验，锯齿状分界面往往表现出较差的涂层附着力，而光滑分界面表现出较好的涂层附着力。具体附着力数值需要借用划痕测试仪做划痕测试来确定。本实施例，需要制作多组不同变量的样品进行对比：组1：本技术装置上不设置磁铁，放置多个切削刀片样品，放置在一炉中制作TiN涂层。组2：本技术装置的三个部位均设置磁铁，放置与组1一样的样品，制作同样的涂层。组3：本技术装置的三个部位均设置磁铁，每一支柱上部和下部磁铁强度一致，不同支柱上磁铁强度不一致。放置与组1一样的样品，制作同样的涂层。具体操作如下：第一步，对所有样品，表面进行研磨抛光，保持样品表面的粗糙度一致，然后在同样条件进行清洗工序，使样品表面保持同样的清洁度。第二步，按组1要求设置变量与定量，入炉进行涂层沉积工作。完成后，更换新靶材，按组2要求设置变量与定量，重复组1的涂层沉积工作，接着制作组3样品。以上每组完成后要更换新本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能提高切削刀具涂层厚度均匀性的镀膜装置，包括镀膜室以及与所述镀膜室连

【技术特征摘要】
1.一种能提高切削刀具涂层厚度均匀性的镀膜装置，包括镀膜室以及与所述镀膜室连接的真空系统，镀膜室内设有阴极电弧源，其特征在于：所述镀膜室的底部设有旋转平台，所述旋转平台上均匀分布若干粒子聚集装置；所述粒子聚集装置包括条形支柱，所述条形支柱从上至下均匀设置有用于安装磁铁的若干凹槽。2.根据权利要求1所述的一种能提高切削刀具涂层厚度均匀性的镀膜装置，其特征在于：所述磁铁的安装为可拆式安装。3.根据权利要求2所述的一种能提高切削刀具涂层厚度均匀性的镀膜装置，其特征在于：所述磁铁的外表面与所述的条形支柱的外表面保持平齐。4.根据权利要求1-3任一项所述的一种能提高切削刀具涂层厚度均匀性的镀膜装置，其特征在于：位于所述条形支柱中间的磁铁或中间的两块磁铁的中点与阴极电弧源在同一水平面上。5.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅铭桓，
申请(专利权)人：广州巴达精密刀具有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44