[發(fā)明專利]一種在CBN刀具材料上涂層的方法

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• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112575290A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉成斌;黃明章
• 申請（專利權(quán)）人: 東莞市普拉提納米科技有限公司
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/24;C23C14/02
• 代理公司: 東莞市啟信展華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44579
• 代理人: 曾永樂

本發(fā)明公開了一種在CBN刀具材料上涂層的方法，包括步驟一，CBN加工；步驟二，離子轟擊清洗；步驟三，打底層長晶；步驟四，過渡承載層；步驟五，涂層階段處理；其中在上述步驟一中，人工檢測CBN刀具材料的性質(zhì)與樣式，選擇合適的CBN刀具材料上涂層靶材原料，并將靶材原料放入等離子槍中；該一種在CBN刀具材料上涂層的方法，操作簡單，成本低，采用柱形弧技術(shù)，高硬度涂層在CBN刀片上運用對硬件的了解與工藝參數(shù)設(shè)計的結(jié)合得出能提高附著性于CBN材料上，使得附著強度能與鋼材相媲美，薄膜硬度極高，有良好的耐磨耗性及抗高溫的優(yōu)點，因此適用于超硬干式切削加工，且該發(fā)明工藝簡單嚴(yán)謹(jǐn)，原料便宜成本低廉，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及CBN刀具材料技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種在CBN刀具材料上涂層的方法。

背景技術(shù)

CBN材料硬度高與鉆石原子構(gòu)造相仿，化學(xué)性質(zhì)也相若，其導(dǎo)電性不佳的特性使得PVD涂層的附著力難以達(dá)到較好的提升，由于導(dǎo)電性差在產(chǎn)品上提供的負(fù)偏壓無法有效進(jìn)行離子轟擊清洗以及進(jìn)行有效的正離子植入被覆，一般傳統(tǒng)的PVD涂層制程作法是不能附著足夠的強度在CBN材料上，以致于涂層的內(nèi)應(yīng)力大于附著強度而使薄膜與CBN基材剝離了，目前市場上能夠把CNB材料被覆PVD高硬涂層技術(shù)做好的廠家極少且集中在國外的刀片大廠上，無法控制離子清洗、離子植入附著及涂層內(nèi)應(yīng)力的過程；針對這些缺陷，設(shè)計一種在CBN刀具材料上涂層的方法是很有必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種在CBN刀具材料上涂層的方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種在CBN刀具材料上涂層的方法，包括步驟一，CBN加工；步驟二，離子轟擊清洗；步驟三，打底層長晶；步驟四，過渡承載層；步驟五，涂層階段處理；

其中在上述步驟一中，CBN加工包括以下步驟：

1)人工檢測CBN刀具材料的性質(zhì)與樣式，選擇合適的CBN刀具材料上涂層靶材原料，并將靶材原料放入等離子槍中；

2)開啟等離子槍，使其溫度加熱至1*10⁴℃，再將其通入反應(yīng)氣體N₂，隨后靜置沉積，即可得到CBN刀具材料上涂層靶材；

其中在上述步驟二中，離子轟擊清洗包括以下步驟：

1)氬氣離子轟擊在490℃的高溫下通以氬氣100sccm，使用一號靶為鈦Ti靶作為蒸發(fā)源，使用二號靶為鋁靶作為鈦靶的陽極端，當(dāng)蒸發(fā)源起動設(shè)置100～110A的定電流輸出，所產(chǎn)生的大量電子將往二號靶陽極磁場方向形成有方向性的輝光放電，產(chǎn)生15～20A的電子流，輝光區(qū)域產(chǎn)生大量的氬離子，氬離子帶正電荷，正的氬離子被負(fù)電場所吸引往產(chǎn)品方向沖擊，產(chǎn)品上的負(fù)載此時為負(fù)的500～400V，強的電場吸引正離子會集中在產(chǎn)品的尖端及外緣，一定時間后25～35min后CBN的表面獲得平坦安定的表面結(jié)構(gòu)；

2)氬氣離子轟擊是產(chǎn)生更高的轟擊離子，轟擊產(chǎn)品的內(nèi)部表面，此時產(chǎn)品氬氣提高至300sccm，偏壓由400V降為300V，電子流由55A升為60A，此時產(chǎn)生更高的氬氣游離，產(chǎn)品獲得的轟偏電流約在2～4A漸升，時間約維持20～30min，在產(chǎn)品的尖端及凹面處都獲得足夠得清潔力度；

3)氬氣降至30sccm，產(chǎn)品的轟偏電壓提升至800V高壓脈沖30kHz，蒸發(fā)源起動設(shè)置85～100A的定電流輸出，此時負(fù)載產(chǎn)品上有3.5～4.5A的轟偏電流，帶能量的鈦原子、離子不斷的往基板沖擊，將產(chǎn)品表面難處理的氧化層打掉并同時有極少量的鈦離子植入基板表面，核成長約5～10nm；其中在上述步驟三中，打底層長晶包括以下步驟：