[發明專利]一種不同厚度的PVD涂層及其實現裝置

在審

• 申請號: 201710896696.4
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN107723662A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 吳偉亮;馮剛;梁海洋
• 申請（專利權）人: 蘇州星藍納米技術有限公司
• 主分類號: C23C14/14
• 分類號: C23C14/14;C23C14/16;C23C14/50
• 代理公司: 上海宣宜專利代理事務所(普通合伙)31288
• 代理人: 劉君

技術領域

本發明屬于表面處理技術領域，涉及一種不同厚度的PVD涂層及其實現裝置。

背景技術

目前，為了提高硬質合金和高速鋼的耐磨損、耐高溫、以及潤滑性，會在工件、模具或者鉆頭的表面涂不同的涂層來改善其性能。目前，物理氣相沉積(PVD，physicalVaporDeposition)是在現代物理、化學、材料學、電子學等多學科基礎上發展起來的一門先進的工程技術。它是將靶材(所鍍薄膜材料)在真空環境下，經過物理過程而沉積在襯底(需鍍膜工件)表面的過程。目前，PVD涂層在工具、模具和鉆頭上的應用已經越來越廣泛，且性能改善也很明顯。

但是，目前的PVD涂層通常都是追求均勻厚度，所以采用的大盤也是三維旋轉式的，第一維的旋轉為大盤本身的旋轉，第二維的旋轉為樹的旋轉，第三維的旋轉為刀的旋轉。采用此設備，最大的優勢在于最終獲得的涂層厚度會很均勻，但是也有個缺陷，就是需鍍膜工件的表面上鍍的涂層的厚度都是一致的。也就是說，采用三維旋轉式的大盤，無法做出鍍膜厚度不一致的PVD涂層。但是，對于一些特殊的工件、模具或者鉆頭而言，需要其一部分的涂層厚度稍薄或者不一致，這樣才能保證工件、模具或者鉆頭整體的應力，使得使用壽命能夠更多的延長。又或者，在同一爐中需要粗加工和精加工不同的工件、模具或者鉆頭，粗加工的通常都需要厚涂層，而精加工的通常需要薄涂層，那么在同一爐中就比較難以實現。

發明內容

為了解決以上問題，本發明提出一種不同厚度的PVD涂層及其實現裝置。采用本發明的不同厚度的PVD涂層，可以有效的解決表面不在同一平面上的工件、模具或者鉆頭，在PVD表面處理時表面涂層厚度一致的問題，使得PVD涂層施加給工件的內應力減小，有效的延長工件、模具或者鉆頭的使用壽命。另外，也能實現粗加工和精加工的工件、模具或者鉆頭在同一爐中一起涂層，提高了生產效率，節將了不同涂層單開一爐的成本。

一種不同厚度的PVD涂層，其特征在于，其包括基體1、結合層2、功能層3，功能層可以是單個涂層，也可以是兩個不同的涂層經過單次或多次循環實現的。其中結合層2包括厚結合層21和薄結合層22，功能層包括厚功能層31和薄功能層32。

進一步的，結合層2為AlCr70/30，TiAl50/50、Ti、AlTi60/40、Cr的其中一種，結合層2的厚度為0.01-0.8um。較為具體的，當結合層2為AlCr70/30時，結合層2厚度為0.2-0.3um或者0.5-0.8um；當結合層2為TiAl50/50或者Ti時，結合層2厚度為0.03-0.15um；當結合層2為AlTi60/40時，結合層2厚度為0.03-0.15um；當結合層2為Ti時，結合層2厚度為0.002-0.01um；當結合層2為Cr時，結合層2厚度為0.01-0.08um。

進一步的，功能層3為AlCr70/30，TiSi85/15，TiAl50/50，Ti，AlTi67/33，AlTi60/40，Cr中的一種，或者兩種不同的涂層經過單次或多次循環實現的。最終，功能層3的總厚度為0.12um或者1.19-2.2um。

在一些實施案例中，不同厚度的PVD涂層在同一個工件、模具或者鉆頭上實現。在另一些實施案例中，不同厚度的PVD涂層在不同的工件、模具或者鉆頭上實現。

一種不同厚度的PVD涂層是通過如下裝置實現的：一種應用于真空涂層領域的新型的工件架，其包括：工件架大盤4、工件架小盤、撥叉6、固定支架7和擋板8。所述的工件架大盤4上安裝有多個工件架小盤，所述的工件架小盤上安裝有多個工件架套管，每個工件架小盤安裝有一個或多個撥叉6，每個撥叉6提供一個或多個觸點。所述的工件架小盤和撥叉6分別通過工件架小盤的主軸和撥叉桿61固定在固定支架7上。所述的擋板8通過固定裝置固定在撥叉桿61上。

進一步的，所述的擋板8的固定裝置為一環形，環形上有兩個大小不等的螺絲孔。在安裝擋板8時，將擋板8插入環形嵌口，然后將小螺絲830插入小螺絲孔后擰死，將擋板8安裝在環形固定裝置800上。接著，將環形裝置穿插在撥叉桿61上，并調節至需要薄涂層的高度，最終將大螺絲820插入大螺絲孔后擰死，將擋板8通過環形固定裝置800安裝在撥叉桿61上。

進一步的，所述的擋板8和環形固定裝置800為不銹鋼材質，因為不銹鋼的材質較為穩定。另外，所述的擋板8和環形固定裝置800需要定期進行噴砂處理，通常噴砂處理的周期為1-5月。