CN106670516B - 刀具及其镀膜工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种刀具及其镀膜工艺，该刀具包括刀刃、以及附在刀刃上的镀膜层，所述镀膜层从内到外依次包括：嫁接膜层，所述嫁接膜层是铌或不锈钢膜层；铟锡合金膜层；硬度加强层，所述硬度加强层是氮化钛或氮化硅膜层；以及离型力强化层，所述离型力强化层是单晶硅或者氟化钙或者氟化镁膜层。该刀具可防止溢胶且耐磨性能良好。

Description

刀具及其镀膜工艺
技术领域
本发明涉及刀具领域，更具体地说，涉及一种刀具及其镀膜工艺。
背景技术
在特种印刷行业，为了方便附帶有双面胶的制品(例如，模切件、装饰及功能性LOGO、电池标签、保洁品及化妆品标签、电子产品外观特征卷标等等)与精密机构件或产品更好更快地贴合，多采用刀模对双面胶材料进行模切，来制成最终的双面胶制品。
鉴于双面胶材料的特性，市面上的模切刀模存在如下缺点：采用这些普通刀模来模切双面胶材料时，双面胶材料边缘的胶会被刀模的刀刃带出一部分，造成溢胶现象。有部分刀模经AF镀膜处理，但在斩型过程中这些刀模的镀层不耐磨，刀模寿命短，且起不到防溢胶的作用。也有部分刀模的刀刃涂覆铁氟龙材质以减轻溢胶现象，但是这种刀模在斩切较厚(例如胶厚度大于0.10mm)的双面胶材料时，会有斩不动的情况，此外，刀模的刀刃涂覆铁氟龙仍然会不耐磨。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中刀模的上述缺陷，提供一种刀具及其镀膜工艺，该刀具可防止溢胶且耐磨性能良好。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种刀具，包括刀刃、以及附在刀刃上的镀膜层，所述镀膜层从内到外依次包括：
嫁接膜层，所述嫁接膜层是铌或不锈钢膜层；
铟锡合金膜层；
硬度加强层，所述硬度加强层是氮化钛或氮化硅膜层；以及
离型力强化层，所述离型力强化层是单晶硅或者氟化钙或者氟化镁膜层。
根据本发明所述的刀具，所述嫁接膜层的膜厚为
根据本发明所述的刀具，所述铟锡合金膜层的膜厚为
根据本发明所述的刀具，所述硬度加强层的厚度为
根据本发明所述的刀具，所述离型力强化层的膜厚为
本发明还提供了一种刀具的镀膜工艺，包括以下步骤：
S1、在真空室内采用离子源对刀具进行轰击清洁；
S2、用电子束蒸发镀膜方式在所述刀具的表面进行镀膜；该步骤S2包括：
S21、在刀具表面沉积嫁接膜层，所述嫁接膜层是铌或不锈钢膜层；
S22、在所述嫁接膜层上沉积铟锡合金膜层；
S23、在所述铟锡合金膜层上沉积硬度加强层，所述硬度加强层是氮化钛或氮化硅膜层；以及
S24、在硬度加强层上沉积离型力强化层，所述离型力强化层是单晶硅或者氟化钙或者氟化镁膜层。
根据本发明所述的刀具的镀膜工艺，在所述步骤S2中，所述真空室内加热至255～265℃，所述真空室内的真空度为3.5*E-3Pa～1.5*E-3Pa。
根据本发明所述的刀具的镀膜工艺，所述刀具固定在夹具上，而所述夹具固定在所述真空室内的转架上，所述转架在步骤S1及S2的过程中匀速旋转。
根据本发明所述的刀具的镀膜工艺，在所述步骤S22沉积铟锡合金膜层的过程中，以4.5～5.5SCCM的气体流量向真空室内供给氧气。
根据本发明所述的刀具的镀膜工艺，在所述步骤S23中，在真空室内放置钛或硅材料，并以34～36SCCM的气体流量向真空室内供给氮气。
实施本发明的刀具及其镀膜工艺，具有以下有益效果：对刀具进行镀膜后，溢胶问题得到较大程度的改善。此外由于硬度加强层是氮化钛或氮化硅膜层，其硬度较高，具有良好的耐磨性，也改善了刀具的耐磨性能。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明中刀模的示意图；
图2是本发明中刀具的截面图。
图3是本发明中镀膜工艺的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1是本发明中刀模100的示意图。如图1所示，本发明的刀模100包括刀托200、连接在刀托200上的刀具300。其中刀托200为金属或塑料制成，在刀托200上开有安装槽，刀具300镶嵌在安装槽内，从而固定在刀托200上。刀具300包括刀刃301、以及附在刀刃301上的镀膜层302。其中刀刃301为不锈钢等金属制成。
图2是本发明中刀具300的截面图。如图2所示，镀膜层302从内到外依次包括：嫁接膜层303、铟锡合金膜层304、硬度加强层305、以及离型力强化层306。其中嫁接膜层303是铌或不锈钢膜层，其作用是在随后的膜层与刀刃301之间起到嫁接作用，使得随后的膜层能够牢固地附着在刀具300上。硬度加强层305是氮化钛或氮化硅膜层，其硬度较高，具有良好的耐磨性。离型力强化层306是单晶硅或者氟化钙或者氟化镁膜层，使得镀膜后的刀具300具有良好的离型力，在斩切双面胶材料时不会出现溢胶现象。嫁接膜层303的膜厚为铟锡合金膜层304的膜厚为硬度加强层305的厚度为离型力强化层306的膜厚为
图3是本发明中镀膜工艺的流程图。以下将结合图3描述如何在刀具300上形成镀膜层302。在本发明中，采用电子束真空蒸发的真空镀膜方式，在真空条件下，利用电子束激发镀膜材料，使镀膜材料气化或升华并沉积在刀具300上，从而形成镀膜层302。
首先，在步骤S1中，在真空室内采用离子源对刀具300进行轰击清洁。将刀具300固定在夹具上，而夹具固定在镀膜设备的真空室内的转架上。转架在清洁及镀膜的过程中匀速旋转，以便能够同时对刀具的两个表面进行清洁和镀膜。对真空室进行预抽真空，使真空室内的真空度达到5.5*E-3Pa～4.5*E-3Pa。之后开启离子源对刀具300进行轰击清洁。在轰击的过程中，保持离子源的阳极电压为95～105V，离子源的阴极电流为4～4.2A，离子源的阳极电流为3.9～4.1A，以便保持合适的轰击能量。轰击的过程中，向真空室内供给惰性气体，同时抽真空以便将真空室内的真空度保持在不低于4.9*E-3Pa～5.1*E-3Pa。惰性气体的供给方式为自动供给，且惰性气体可以是例如氩气。轰击时间为5分钟。
在轰击过程中，离子轰击刀具300的表面，使得刀具300表面的灰尘、杂质等脱落，这些灰尘、杂质随着抽真空的过程而从真空室内抽出。
在步骤S2中，采用电子束蒸发镀膜方式在刀具300的表面进行镀膜。在镀膜前，将真空室内加热至255～265℃。真空室的初始真空度为3.5*E-3Pa～2.5*E-3Pa。在镀膜的过程中，保持真空室内的真空度为3.5*E-3Pa～1.5*E-3Pa。
步骤S2包括：S21、在刀具300表面沉积嫁接膜层303。该嫁接膜层303源自铌或不锈钢材料，该材料为柱状，直径为1～2mm、长度为2～3cm，纯度为79.9％～89.99％。在沉积嫁接膜层303时，阻蒸电流为280～300A，膜层沉积速率为在沉积嫁接膜层303的过程中，不向真空室内供给气体。
S22、在嫁接膜层303上沉积铟锡合金膜层304。该铟锡合金膜层304的材料来自铟锡合金，该材料为条状，直径为1～2mm、长度为3～4cm，纯度为68％～72％。在沉积铟锡合金膜层304时，阻蒸电流为220～260A，膜层沉积速率为在沉积铟锡合金膜层304的过程中，以4.5～5.5SCCM的气体流量向真空室内供给氧气。这是因为铟锡合金容易氧化，供给适量的氧气，可以使铟锡合金适当氧化，这样在刀具300制成以后，就不会再因与氧气接触而氧化。
S23、在铟锡合金膜层304上沉积硬度加强层305。该硬化加强层305来自置于真空室内的钛或硅材料。该材料为颗粒状，直径为1～2mm、长度为1～2mm，纯度为99.9％～99.99％。在沉积硬化加强层305时，电子束流为350～390mA，膜层沉积速率为以34～36SCCM的气体流量向真空室内供给氮气。这使得材料与氮气发生反应，从而生成对应的氮化钛或氮化硅并沉积在铟锡合金膜层304上。
电子束轰击时会产生光斑，在步骤S23中，将光斑调到最小。在刀具300与材料之间设置有挡板，该挡板将刀具300与材料隔绝。采用电子束对材料进行真空蒸发，并延迟10秒打开挡板。之后继续在刀具300上进行沉积。这是由于在蒸发前材料表面可能有杂质，真空蒸发时，这些杂质也被蒸发，由于挡板将刀具隔绝，蒸发的材料及杂质会沉积在挡板上，而不会沉积在刀具上。
S24、在硬度加强层305上沉积离型力强化层306。该离型力强化层306来自单晶硅或者氟化钙或者氟化镁材料。该材料为颗粒状，直径为1～2mm、长度为1～2mm，纯度为99.9％～99.99％。在沉积硬化加强层305时，电子束流为50～150mA，膜层沉积速率为在沉积离型力强化层306的过程中，不向真空室内供给气体。
电子束轰击时会产生光斑，在步骤S23中，将光斑调到最大。在刀具300与材料之间设置有挡板，该挡板将刀具300与材料隔绝。采用电子束对材料进行真空蒸发，并延迟10秒打开挡板。之后继续在刀具300上进行沉积。这是由于在蒸发前材料表面可能有杂质，真空蒸发时，这些杂质也被蒸发，由于挡板将刀具隔绝，蒸发的材料及杂质会沉积在挡板上，而不会沉积在刀具上。
在整个镀膜过程中，刀具300的转架的转动速度为20-24RPM，以保证刀具的各表面被均匀镀膜。整个镀膜过程持续68-72分钟。
采用镀膜后的刀具300对某一品牌的双面胶材料进行模切，经实验数据统计，在镀膜前，模切得到的产品良率为75.3％；在镀膜后，溢胶问题得到较大程度的改善，模切得到的产品的良率为90.5％，可见产品的良率得到了大幅改善。此外由于硬度加强层305是氮化钛或氮化硅膜层，其硬度较高，具有良好的耐磨性，也改善了刀具300的耐磨性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种刀具，包括刀刃、以及附在刀刃上的镀膜层，其特征在于，
所述镀膜层从内到外依次包括：
嫁接膜层，所述嫁接膜层是铌或不锈钢膜层；
铟锡合金膜层；
硬度加强层，所述硬度加强层是氮化钛或氮化硅膜层；以及
离型力强化层，所述离型力强化层来自单晶硅或者氟化钙或者氟化镁膜材料，且该材料为颗粒状，直径为1～2mm、长度为1～2mm，纯度为99.9％～99.99％。
2.根据权利要求1所述的刀具，其特征在于，所述嫁接膜层的膜度为
3.根据权利要求1所述的刀具，其特征在于，所述铟锡合金膜层的膜厚为
4.根据权利要求1所述的刀具，其特征在于，所述硬度加强层的厚度为
5.根据权利要求1所述的刀具，其特征在于，所述离型力强化层的膜厚为
6.一种刀具的镀膜工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在真空室内采用离子源对刀具进行轰击清洁；
S2、用电子束蒸发镀膜方式在所述刀具的表面进行镀膜；该步骤S2包括：
S21、在刀具表面沉积嫁接膜层，所述嫁接膜层是铌或不锈钢膜层；
S22、在所述嫁接膜层上沉积铟锡合金膜层；
S23、在所述铟锡合金膜层上沉积硬度加强层，所述硬度加强层是氮化钛或氮化硅膜层；以及
S24、在硬度加强层上沉积离型力强化层，所述离型力强化层是单晶硅或者氟化钙或者氟化镁膜层。
7.根据权利要求6所述的刀具的镀膜工艺，其特征在于，在所述步骤S2中，所述真空室内加热至255～265℃，所述真空室内的真空度为3.5*E-3Pa～1.5*E-3Pa。
8.根据权利要求6所述的刀具的镀膜工艺，其特征在于，所述刀具固定在夹具上，而所述夹具固定在所述真空室内的转架上，所述转架在步骤S1及S2的过程中匀速旋转。
9.根据权利要求7所述的刀具的镀膜工艺，其特征在于，在所述步骤S22沉积铟锡合金膜层的过程中，以4.5～5.5SCCM的气体流量向真空室内供给氧气。
10.根据权利要求7所述的刀具的镀膜工艺，其特征在于，在所述步骤S23中，在真空室内放置钛或硅材料，并以34～36SCCM的气体流量向真空室内供给氮气。
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