[發(fā)明專利]一種精密球表面制備沉積改性涂層的裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810058779.0
• 申請(qǐng)日: 2018-01-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108300972B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張傳偉;古樂(lè);解志杰;汪劍云;王黎欽;鄭德志;趙小力;馬欣新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C14/50
• 分類號(hào): C23C14/50;C23C14/35;C23C14/48
• 代理公司: 北京天奇智新知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 范光曄

本發(fā)明提供了一種精密球表面制備沉積改性涂層的裝置及方法，屬于精密球表面制備領(lǐng)域。本發(fā)明將支承滾動(dòng)體放置在滾動(dòng)體保持環(huán)中，將連接有球形體擺動(dòng)裝置的球形關(guān)節(jié)與中心軸通過(guò)螺紋連接；將旋轉(zhuǎn)圓盤通過(guò)螺栓與旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)底座連接，將精密球放置在旋轉(zhuǎn)圓盤和球形體擺動(dòng)裝置連接處的運(yùn)動(dòng)軌道內(nèi)；旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)底座帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)圓盤旋轉(zhuǎn)，使精密球繞Z軸自轉(zhuǎn)；同時(shí)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)底座上的斜面帶動(dòng)球形體擺動(dòng)裝置反復(fù)擺動(dòng)，使精密球繞y軸來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)這兩個(gè)方向的自由轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)精密球的隨機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明的方法是將精密球零件放置在轉(zhuǎn)動(dòng)裝置中，利用該裝置的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整精密球的被濺射位置，從而使精密球的整體表面能均勻接收注入的離子。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種精密球表面制備沉積改性涂層的裝置及方法，屬于精密球表面制備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

精密球是軸承、圓度儀、陀螺和精密測(cè)量?jī)x器中的重要元件，為提高其耐腐蝕性能和減摩抗磨性能，通常在精密球表面制備改性涂層。目前，精密球表面改性涂層的制備技術(shù)主要有物理粘結(jié)方法、物理轉(zhuǎn)移膜形成方法和離子注入與沉積法等。

物理轉(zhuǎn)移膜形成技術(shù)是將涂層的材料制作成粉末或質(zhì)量塊，與精密球發(fā)生機(jī)械擠壓摩擦，使涂層材料轉(zhuǎn)移到精密球表面，形成改性涂層。該類技術(shù)雖然可以在球體表面制備均勻的改性涂層，但是由于精密球與涂層材料之間存在機(jī)械擠壓和摩擦作用，硬度較大的涂層材料會(huì)對(duì)超精密球體產(chǎn)生一定的損傷，所以該技術(shù)制備的表面改性涂層的硬度會(huì)受到一定限制。

離子注入與沉積技術(shù)是精密球表面改性涂層的一種高效無(wú)損傷制備方法。精密球表面沉積制備涂層時(shí)，需控制球體表面受離子注入的位置，保證精密球表面得到整體均勻的離子注入與沉積，從而在精密球表面制備均勻的改性涂層。目前，球體表面沉積改性涂層的制備技術(shù)中，主要通過(guò)控制球體進(jìn)行間歇性隨機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)球表面沉積涂層的整體性，但是間歇性隨機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)球體表面沉積涂層的均勻性具有一定的偏差，無(wú)法滿足超精密球元件的精度要求。

綜上所述，由于精密球的特殊性質(zhì)，如球的形狀和高精度要求等，制備精密球表面的改性涂層存在以下難點(diǎn)：

(1)難以確保球表面制備的改性涂層的均勻性；

(2)物理粘結(jié)方法無(wú)法保證陶瓷球表面的精度要求；

(3)物理轉(zhuǎn)移方法對(duì)精密球表面產(chǎn)生表面損傷，而且只適用于特定的涂層材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，進(jìn)而提供一種精密球表面制備沉積改性涂層的裝置及方法。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種精密球表面制備沉積改性涂層的裝置，所述精密球表面制備沉積改性涂層的裝置包括帶斜面底座、中心軸、支承滾動(dòng)體、滾動(dòng)體保持環(huán)、旋轉(zhuǎn)圓盤、球形體擺動(dòng)裝置、球形關(guān)節(jié)、螺栓；

中心軸為固定軸，帶斜面底座為旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)且繞中心軸旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)圓盤通過(guò)螺栓與帶斜面底座相連接，球形關(guān)節(jié)與中心軸通過(guò)螺紋連接；支承滾動(dòng)體放置在帶斜面底座上斜面的滾道里，滾動(dòng)體保持環(huán)放置在支承滾動(dòng)體的兩側(cè)；球形體擺動(dòng)裝置安裝在球形關(guān)節(jié)上，同時(shí)球形體擺動(dòng)裝置的下端面通過(guò)支承滾動(dòng)體放置在底座斜面上；帶斜面底座的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使球形體擺動(dòng)裝置往復(fù)擺動(dòng)。

本發(fā)明一種精密球表面制備沉積改性涂層的方法，所述本發(fā)明一種精密球表面制備沉積改性涂層的方法，具體步驟為：

步驟一：將滾動(dòng)體保持環(huán)放置在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)底座上，將多個(gè)直徑D相同的支承滾動(dòng)體放置在滾動(dòng)體保持環(huán)中，然后將連接有球形體擺動(dòng)裝置的球形關(guān)節(jié)與中心軸通過(guò)螺紋連接；

步驟二：將旋轉(zhuǎn)圓盤通過(guò)螺栓與旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)底座連接，將精密球放置在旋轉(zhuǎn)圓盤和球形體擺動(dòng)裝置交接處的運(yùn)動(dòng)軌道內(nèi)；