齿轮加工中用于干切削的纳米涂层刀具的涂覆方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106884148A(43)申请公布日2017.06.23(21)申请号201510928120.2(22)申请日2015.12.15(71)申请人哈尔滨爱坦科技有限公司地址150009黑龙江省哈尔滨市南岗区沿河路2-1号3单元5层1号(72)发明人张淼(51)Int.Cl.C23C14/35(2006.01)权利要求书1页说明书2页(54)发明名称齿轮加工中用于干切削的纳米涂层刀具的涂覆方法(57)摘要齿轮加工中用于干切削的纳米涂层刀具的涂覆方法。本发明方法包括：刀具的纳米涂层的涂覆可采用先进的封闭场不平衡磁溅射法(CFUMS)，具体步骤如下所述：磁源靶置于真空室内壁上，被涂刀具置于转鼓上，将氩气通入真空室中。根据涂层材料是非导体或导体，分别用RF和DC电源进行磁化产生等离子，当沉积多层薄膜时需要两种不同材料的等离子体，这时则可采用两个靶，当转鼓转一整转，即可沉积一层双材料层，根据涂层所需层厚，可确定所需双材料层的层数，从而确定转鼓转动转数，每一层涂层的层厚则可通过每个靶的功率、转鼓的转速以及靶材料的溅射特性来控制。本发明应用于齿轮加工中用于干切削的纳米涂层刀具的涂覆。CN106884148ACN106884148A权利要求书1/1页1.一种齿轮加工中用于干切削的纳米涂层刀具的涂覆方法，其特征是：刀具的纳米涂层的涂覆可采用先进的封闭场不平衡磁溅射法(CFUMS)，具体步骤如下所述：磁源靶置于真空室内壁上，被涂刀具置于转鼓上，将氩气通入真空室中；根据涂层材料是非导体或导体，分别用RF和DC电源进行磁化产生等离子，当沉积多层薄膜时需要两种不同材料的等离子体，这时则可采用两个靶，当转鼓转一整转，即可沉积一层双材料层，根据涂层所需层厚，可确定所需双材料层的层数，从而确定转鼓转动转数，每一层涂层的层厚则可通过每个靶的功率、转鼓的转速以及靶材料的溅射特性来控制；对获得的涂层质量进行检查，用针式轮廓测量仪测量涂层总厚度；用x射线衍射法测量单层涂层或双材料层的厚度；用纳米硬度测量法测量涂层硬度。2CN106884148A说明书1/2页齿轮加工中用于干切削的纳米涂层刀具的涂覆方法[0001]技术领域：本发明涉及一种齿轮加工中用于干切削的纳米涂层刀具的涂覆方法。[0002]背景技术：随着人类对资源和环境保护的日益重视，“清洁化生产”的概念已逐渐引起人们关注，并成为未来制造业的重要发展方向之一。在金属切削加工中，切削液具有冷却、润滑、清洗、排屑、防锈等功能，对延长刀具寿命，保证加工质量起着重要作用。但是，切削液的广泛使用，不但浪费大量资源，增加了加工成本，而且污染环境，甚至危害工人健康。切削废液的处理已成为现代制造业的一大难题。干切削是消除切削液污染，实现清洁化生产的有效途径。干切削技术的发展在很大程度上要依赖于新型刀具的开发与应用。陶瓷刀具由于具有高耐热性和良好的化学稳定性，非常适合用于干切削。但陶瓷材料脆性大、强度及韧性差等固有物理特性却在很大程度上限制了它在干切削中的应用。[0003]提高陶瓷材料强度及韧性最有效的方法是减小陶瓷晶粒尺寸，提高材料纯度。在陶瓷刀片制造过程中，特别在高温烧结时，存在晶粒长大现象。为遏制晶粒长大，常在陶瓷粉末中加入MgO作为抑制剂，但该氧化物烧结后形成玻璃相，沉积于晶界处，使晶界分离，从而降低了晶界强度，且易产生晶间碎裂。如能在低温下烧结陶瓷，则无须添加抑制剂，就可避免上述现象，提高陶瓷刀片性能。最近，日本学者开发了一种微细颗粒(0.22µm)、高纯度(99.99%)的新型氧化铝陶瓷粉末用于制造陶瓷刀片。这种微细粉末具有很大的比表面积(15.1m²/g)，压实时具有极大的表面能，在此能量作用下，烧结时所需温度明显降低，在1230℃时即可充分烧结，这就意味着烧结时无须添加抑制剂，从而使晶界处无杂质存在。制造这种陶瓷刀片时可采用高速离心压实方法，在10-20×10³G的强大离心力作用下压实坯料，经干燥后在1230℃的温度下烧结1.5小时即可获得成品。[0004]发明内容：本发明的目的是提供一种齿轮加工中用于干切削的纳米涂层刀具的涂覆方法。[0005]上述的目的通过以下的技术方案实现：一种齿轮加工中用于干切削的纳米涂层刀具的涂覆方法，刀具的纳米涂层的涂覆可采用先进的封闭场不平衡磁溅射法(CFUMS)，具体步骤如下所述：磁源靶置于真空室内壁上，被涂刀具置于转鼓上，将氩气通入真空室中。根据涂层材料是非导体或导体，分别用RF和DC电源进行磁化产生等离子，当沉积多层薄膜时需要两种不同材料的等离子体，这时则可采用两个靶，当转鼓转一整转，即可沉积一层双材料层，根据涂层所需层厚，可确定所需双材料层的层数，从而确定转鼓转动转数，每一层涂层的层厚则可通过每个靶