具有自润滑复合涂层的PCB刀具制造技术

本实用新型专利技术涉及具有自润滑复合涂层的PCB刀具，包括柄部、设置在柄部的一端部的刃部及形成在刃部表面的涂层，涂层包括形成在刃部表面的过渡涂层、形成在过渡涂层上的超硬涂层及形成在超硬涂层上的自润滑涂层，超硬涂层为锆铝硅碳氮化物涂层、钛锆硅碳氮化物涂层、钛铝硅碳氮化物涂层、铬铝硅碳氮化物涂层或钛铬硅碳氮化物涂层。该PCB刀具通过在刃部表面依次形成过渡涂层、超硬涂层及自润滑涂层，过渡涂层有助于提高超硬涂层的附着力，以铝、锆、钛、铬中的二种硅碳氮化物作为超硬涂层，强化了PCB刀具的刃部，自润滑涂层则具有极低摩擦系数，藉此提高PCB刀具在切削时的排屑性能，降低切削温度，从而提高其使用寿命与加工精度。从而提高其使用寿命与加工精度。从而提高其使用寿命与加工精度。

【技术实现步骤摘要】
具有自润滑复合涂层的PCB刀具


[0001]本技术涉及一种切削印刷电路板的刀具，尤其涉及一种具有自润滑复合涂层的PCB刀具。

技术介绍

[0002]目前已知的切削印刷电路板（Printed Circuit Board，以下简称PCB）刀具是由供CNC数字控制机床夹持的柄部和具有切削功能的刃部所构成，而刀具刃部的材料组成通常为钨钢。因为PCB是由坚硬的玻璃纤维所编织而成，近来更因为「无卤素」的环保要求，以及因应第五代通讯(5G)高频传输需求目的而添加陶瓷粉(例如氢氧化镁、氢氧化铝、氧化硅等)进入电路板胶合树脂中，从而使钨钢刀具刃部在切削加工时容易造成冲击破坏而产生崩缺，而刀刃的崩缺钝化更导致切削阻力增加，同时使切削温度与刀刃附近温度大增，温度升高的结果将导致PCB板内的树脂与刃部产生氧化性化学反应，使镀膜涂层和崩缺的刃部劣化，如此产生恶性循环的雪崩效应，最后使得加工精度陡然下降、刀具寿命大幅缩短，甚至断刀而损毁电路板。

技术实现思路

[0003]本技术所要解决的技术问题是针对现有的PCB刀具的弊端，提供一种表面摩擦系数低且使用寿命长、加工精度高的具有自润滑复合涂层的PCB刀具。
[0004]为解决以上技术问题，本技术采用如下技术方案：
[0005]具有自润滑复合涂层的PCB刀具，包括柄部、设置在所述柄部的一端部的刃部及形成在所述刃部表面的涂层，所述涂层包括位于所述刃部最表面的自润滑涂层，所述涂层还包括形成在所述刃部表面的过渡涂层及形成在所述过渡涂层上的超硬涂层，所述自润滑涂层形成在所述超硬涂层上使得所述超硬涂层位于所述过渡涂层和自润滑涂层之间，所述超硬涂层为锆铝硅碳氮化物涂层、钛锆硅碳氮化物涂层、钛铝硅碳氮化物涂层、铬铝硅碳氮化物涂层或钛铬硅碳氮化物涂层。
[0006]根据本技术的一些实施方面，所述超硬涂层的厚度为200~2000纳米，优选厚度为1500~2000纳米。
[0007]根据本技术的一些实施方面，所述过渡涂层为锆涂层、钛涂层或铬涂层。
[0008]根据本技术的一些实施方面，所述过渡涂层的厚度为50~500纳米，优选厚度为200~500纳米。
[0009]根据本技术的一些实施方面，所述自润滑涂层为类金刚石碳涂层、氮化铬涂层、二硫化钼涂层、二硼化钛涂层、硼化铬铝涂层或硼化钛铝涂层。
[0010]根据本技术的一些实施方面，所述自润滑涂层的厚度为10~800纳米。
[0011]根据本技术的一些实施方面，所述刃部为钨钢刃部。
[0012]根据本技术的一些实施方面，所述PCB刀具为PCB铣刀或PCB钻头。
[0013]进一步地，当所述PCB刀具为PCB铣刀时，所述柄部为钨钢柄部；当所述PCB刀具为
PCB钻头时，所述柄部为不锈钢柄部。
[0014]进一步地，当所述PCB刀具为PCB铣刀时，所述自润滑涂层的厚度为50~800纳米；当所述PCB刀具为PCB钻头时，所述自润滑涂层的厚度为10~500纳米。
[0015]由于上述技术方案运用，本技术与现有技术相比具有下列优点：
[0016]本技术的PCB刀具通过在刃部表面依次形成过渡涂层、超硬涂层及自润滑涂层，过渡涂层有助于提高超硬涂层的附着力，以铝、锆、钛、铬中的二种的硅碳氮化物作为超硬涂层，强化了PCB刀具的刃部，自润滑涂层则具有极低摩擦系数，藉此提高PCB刀具在切削时的排屑性能，降低切削温度，从而提高其使用寿命与加工精度，并且该PCB刀具上的涂层结构简单、实用性高。
附图说明
[0017]图1为本技术一个实施例的OCB刀具的刃部的局部剖面放大结构示意图；
[0018]图2为本技术一个实施例的PCB铣刀的结构示意图；
[0019]图3为本技术一个实施例的PCB钻头的结构示意图；
[0020]图中：1、柄部；2、刃部；3、过渡涂层；4、超硬涂层；5、自润滑涂层。
具体实施方式
[0021]以下结合说明书附图对本技术做进一步描述：
[0022]参见图1~3所示的具有自润滑复合涂层的PCB刀具，由柄部1与具有切削功能的刃部2所构成，刃部2设置在柄部1的一端部，刃部2的表面形成有涂层，该PCB刀具可以是PCB铣刀（如图2）或PCB钻头（如图3），刃部2为钨钢刃部，柄部1为钨钢或不锈钢柄部。
[0023]该涂层包括形成在刃部2表面的过渡涂层3、形成在过渡涂层3上的超硬涂层4及形成在超硬涂层4上的自润滑涂层5，既过渡涂层3直接形成在刃部2的表面，超硬涂层4形成结合在过渡涂层3的表面，自润滑涂层5形成结合在超硬涂层4上。藉由该过渡涂层3、超硬涂层4和自润滑涂层5共同构成形成在刃部2表面的三层复合薄膜涂层。
[0024]该过渡涂层3的作用在于提高超硬涂层4的附着力，厚度可以是50~500纳米。以锆(Zr)涂层、钛(Ti)涂层或铬(Cr)涂层作为超硬涂层4结合于钨钢刃部2表面的中介层，具有缓和内应力与增加附着力的作用，可以达到最佳的涂覆牢固性。
[0025]该超硬涂层4的作用在于强化PCB刀具的刃部2，厚度可以为200~2000纳米。采用锆铝硅碳氮化物涂层、钛锆硅碳氮化物涂层、钛铝硅碳氮化物涂层、铬铝硅碳氮化物涂层或钛铬硅碳氮化物涂层作为超硬涂层4，藉由碳与氮原子的掺入使微观材料结构上的晶格变形，以及氮化硅的晶粒细化作用，比一般已知的二元素硬化层如氮化锆(ZrN)、氮化钛(TiN)和氮化铬(CrN)具有更高的硬度。
[0026]该自润滑涂层5的作用在于利用真空镀膜制程形成低摩擦系数的涂层，所以可促进切削加工时的排屑，降低切削温度，以保护PCB刀具的刃部2。此外，以类金刚石碳(Diamond Like Carbon)、氮化铬(CrN)、二硫化钼(MoS2)、二硼化钛(TiB2)、硼化铬铝(CrAlB)或硼化钛铝(TiAlB)作为自润滑涂层5，能降低钨钢表面的摩擦系数，切削温度降低，并达到提升刀具寿命与加工精度的目的。
[0027]在一个具体的实施例中，参见图2的PCB铣刀，该铣刀的长度为38mm，其具有直径为
3.175mm且材质为钨钢的柄部1及设置在柄部1的一端部且直径为1.2mm的钨钢刃部2，在刃部2上形成涂层的方法可以采用具体如下步骤：
[0028]在刃部2表面形成涂层之前，将该PCB铣刀预先以超音波设备在清洁液中去除表面油污，再烘干附着于该PCB铣刀的水分，然后在真空镀膜设备中以电浆(plasma)清洗该PCB铣刀的表面，并以阴极电弧沉积(cathodic arc deposition)方式对PCB铣刀的刃部2进行表面涂覆。
[0029]具体涂覆的方式：先以阴极电弧沉积技术对刃部2涂覆过渡涂层3，使用的靶材可为锆(Zr)、钛(Ti)或铬(Cr)等金属，并且在真空度为0.2Pa，温度为450℃的环境下进行真空镀膜，以在刃部2表面形成锆金属层、钛金属层或铬金属层作为过渡涂层3。该过渡涂层3的厚度可为50～5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.具有自润滑复合涂层的PCB刀具，包括柄部、设置在所述柄部的一端部的刃部及形成在所述刃部表面的涂层，所述涂层包括位于所述刃部最表面的自润滑涂层，其特征在于：所述涂层还包括形成在所述刃部表面的过渡涂层及形成在所述过渡涂层上的超硬涂层，所述自润滑涂层形成在所述超硬涂层上使得所述超硬涂层位于所述过渡涂层和自润滑涂层之间，所述超硬涂层为锆铝硅碳氮化物涂层、钛锆硅碳氮化物涂层、钛铝硅碳氮化物涂层、铬铝硅碳氮化物涂层或钛铬硅碳氮化物涂层。2.根据权利要求1所述的具有自润滑复合涂层的PCB刀具，其特征在于：所述超硬涂层的厚度为200~2000纳米。3.根据权利要求1所述的具有自润滑复合涂层的PCB刀具，其特征在于：所述过渡涂层为锆涂层、钛涂层或铬涂层。4.根据权利要求3所述的具有自润滑复合涂层的PCB刀具，其特征在于：所述过渡涂层的厚度为50~500纳米。5.根据权利要求1所述的具有自润滑复合涂层的PCB刀具，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖泰锽，宋同庆，
申请(专利权)人：环宇电子科技昆山有限公司，
类型：新型
国别省市：