CN109837530B - 一种空心阴极等离子镀氮化钛薄膜的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空心阴极等离子镀氮化钛薄膜的装置，包括底板、开放式箱体和镀膜箱，开放式箱体和镀膜箱分别固定设置在底板顶端的两侧，开放式箱体内腔顶端的两侧均设置有第一电动推杆，第一电动推杆的底端固定设置有用于打磨工件的打磨机构，开放式箱体内腔中部的两侧均设置有用于夹紧工件的夹紧机构，夹紧机构的一端穿过开放式箱体并置于其外部，开放式箱体内腔的底端设置有清洗槽。本发明一种空心阴极等离子镀氮化钛薄膜的装置，通过设有的打磨机构，能够对工件的表面打磨，减小工件表面的粗糙度，增强抛光工件镀膜后基体表面与薄膜的结合力，通过向清洗槽内注入特殊的清洗剂，利用超声波对油污层进行冲刷破坏。
Description
技术领域
本发明涉及等离子镀相关领域，具体为一种空心阴极等离子镀氮化钛薄膜的装置。
背景技术
近年来，国内外利用涂覆技术制备新型刀具的发展非常迅速，把超硬薄膜刀具的问世称为“刀具革命”。特别是氮化钛薄膜，欧美各发达国家都致力于发展这项技术。TIN镀层有十分优越的特性：a)TIN镀层的显微硬度明显高于高速钢，且在800℃以上仍有较高的硬度，有TIN镀层的高速钢刀具能适用较高切削温度；b)TIN镀层的热稳定性好，有很好的化学惰性，减少了刀具切削过程中的氧化磨损；c)镀层材料的导热系数低，减少了切削热对高速钢基体的影响，保持了基体材料强度，因此有TIN镀层的高速钢刀具能在较大的切削速度或送进量下进行工作。
目前现有的对刀具镀膜装置，存在镀层材料与基体材料间的结合力不是很好，镀层组织均匀致密硬度不够高，且镀层不具有一定抗磨损厚度。因此我们对此做出改进，提出一种空心阴极等离子镀氮化钛薄膜的装置。
发明内容
为解决现有技术存在的缺陷，本发明提供一种空心阴极等离子镀氮化钛薄膜的装置。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明一种空心阴极等离子镀氮化钛薄膜的装置，包括底板、开放式箱体和镀膜箱，所述开放式箱体和镀膜箱分别固定设置在底板顶端的两侧，所述开放式箱体内腔顶端的两侧均设置有第一电动推杆，所述第一电动推杆的底端固定设置有用于打磨工件的打磨机构，所述开放式箱体内腔中部的两侧均设置有用于夹紧工件的夹紧机构，所述夹紧机构的一端穿过开放式箱体并置于其外部，所述开放式箱体内腔的底端设置有清洗槽，所述清洗槽的底端设置有防水箱，所述防水箱内设置有推送机构，所述镀膜箱内腔的两侧均设置有用于放置工件的放置机构，所述镀膜箱顶端的一侧设置有真空泵，所述第一电动推杆通过外接第一电推杆开关与外接电源电性连接，所述真空泵通过外接真空开关与外接电源电性连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述打磨机构包括活动板、电机和打磨轮，所述活动板与第一电动推杆固定连接，所述电机固定设置在活动板的顶端，所述电机的输出轴穿过活动板并与打磨轮传动连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述夹紧机构包括固定杆、螺纹杆、挤压片和第一旋转把手，所述固定杆与开放式箱体固定连接，所述螺纹杆置于固定杆内部并与其螺纹连接，所述螺纹杆的一端与挤压片固定连接，所述螺纹杆的另一端穿过开放式箱体与第一旋转把手固定连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述推送机构包括第二电动推杆和放置板，所述第二电动推杆的底端与防水箱固定连接，所述第二电动推杆的顶端穿过防水箱并与放置板固定连接，所述第二电动推杆通过外接第二电推杆开关与外接电源电性连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述放置机构包括第三电动推杆和挡板，所述第三电动推杆的一端与镀膜箱活动连接，所述第三电动推杆的另一端与挡板固定连接，所述挡板顶部的一侧贯穿开设有滑槽，两个所述滑槽内部的底端分别设置有电源正负极，所述镀膜箱远离开放式箱体的一侧设置有第二旋转把手，所述第二旋转把手穿过镀膜箱并与第三电动推杆固定连接，所述第三电动推杆推杆外接第三电推杆开关与外接电源电性连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述活动板底端的一侧固定设置有鼓风机，所述鼓风机通过外接风机开关与外接电源电性连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述固定杆的底端固定设置有超声波发射器，所述超声波发射器通过外接发射开关与外接电源电性连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述清洗槽内腔的两侧和镀膜箱内腔的底端均等距设置有若干个加热管，所述加热管内设置有若干跟电热丝，所述电热丝通过加热开关与外接电源电性连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述真空泵的一侧开设有用于通入氩气的第一输气管，所述第一输气管与镀膜箱相连通，所述第二旋转把手的顶部设置有用于同于氮气的第二输气管，所述第二输气管与镀膜箱相连通。
作为本发明的一种优选技术方案，所述镀膜箱内腔顶端的一侧固定设置有空心钽管阴极电子枪，所述空心钽管阴极电子枪通过外接阴极开关与外接电源电性连接。
本发明的有益效果是：该种空心阴极等离子镀氮化钛薄膜工艺系统及装置，通过设有的打磨机构，能够对工件的表面打磨，减小工件表面的粗糙度，增强抛光工件镀膜后基体表面与薄膜的结合力，通过向清洗槽内注入特殊的清洗剂，利用超声波对油污层进行冲刷破坏，并在工件表面产生气蚀引起强烈的局部搅拌，加速工件表面油污的溶解和乳化，进一步强化工件表面的清洁效果，保证工件清洗完经脱水烘干后表面光亮、清洁、无痕迹，启动电源轰击工件表面进行预处理，能够把工件表面残留的污染物和氧化物清除掉，获得清新活化的表面，向镀膜室充入氩气和氮气，在镀膜过程中通过调节氮气的分压，保持氮气在一定的范围内，以获得具有与基材结合良好、高硬度且颜色美观的氮化钛薄膜。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明一种空心阴极等离子镀氮化钛薄膜的装置的结构示意图；
图2是本发明一种空心阴极等离子镀氮化钛薄膜的装置的打磨机构结构示意图；
图3是本发明一种空心阴极等离子镀氮化钛薄膜的装置的夹紧机构结构示意图；
图4是本发明一种空心阴极等离子镀氮化钛薄膜的装置的放置机构结构示意图。
图中：1、底板；2、开放式箱体；3、镀膜箱；4、第一电动推杆；5、打磨机构；501、活动板；502、电机；503、打磨轮；6、夹紧机构；601、固定杆；602、螺纹杆；603、挤压片；604、第一旋转把手；7、清洗槽；8、放置机构；801、第三电动推杆；802、挡板；803、滑槽；804、第二旋转把手；9、推送机构；901、第二电动推杆；902、放置板；10、防水箱；11、真空泵；12、鼓风机；13、超声波发射器；14、加热管；15、第一输气管；16、第二输气管；17、空心钽管阴极电子枪。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：如图1、图2、图3和图4所示，本发明一种空心阴极等离子镀氮化钛薄膜的装置，包括底板1、开放式箱体2和镀膜箱3，开放式箱体2和镀膜箱3分别固定设置在底板1顶端的两侧，开放式箱体2内腔顶端的两侧均设置有第一电动推杆4，第一电动推杆4的底端固定设置有用于打磨工件的打磨机构5，开放式箱体2内腔中部的两侧均设置有用于夹紧工件的夹紧机构6，夹紧机构6的一端穿过开放式箱体2并置于其外部，开放式箱体2内腔的底端设置有清洗槽7，清洗槽7的底端设置有防水箱10，防水箱10内设置有推送机构9，镀膜箱3内腔的两侧均设置有用于放置工件的放置机构8，镀膜箱3顶端的一侧设置有真空泵11，第一电动推杆4通过外接第一电推杆开关与外接电源电性连接，真空泵11通过外接真空开关与外接电源电性连接。
其中，打磨机构5包括活动板501、电机502和打磨轮503，活动板501与第一电动推杆4固定连接，电机502固定设置在活动板501的顶端，电机502的输出轴穿过活动板501并与打磨轮503传动连接，电机502工作带动打磨轮503转动，能够对工件的表面进行抛光打磨处理。
其中，夹紧机构6包括固定杆601、螺纹杆602、挤压片603和第一旋转把手604，固定杆601与开放式箱体2固定连接，螺纹杆602置于固定杆601内部并与其螺纹连接，螺纹杆602的一端与挤压片603固定连接，螺纹杆602的另一端穿过开放式箱体2与第一旋转把手604固定连接，转动第一旋转把手604带动螺纹杆602转动，螺纹杆602转动带动挤压片603移动，从而实现对工件进行挤压夹紧。
其中，推送机构9包括第二电动推杆901和放置板902，第二电动推杆901的底端与防水箱10固定连接，第二电动推杆901的顶端穿过防水箱10并与放置板902固定连接，第二电动推杆901通过外接第二电推杆开关与外接电源电性连接，第二电动推杆901工作推动放置板902移动，能够对打磨后的工件进行运输至清洗槽7内进行清洗。
其中，放置机构8包括第三电动推杆801和挡板802，第三电动推杆801的一端与镀膜箱3活动连接，第三电动推杆801的另一端与挡板802固定连接，挡板802顶部的一侧贯穿开设有滑槽803，两个滑槽803内部的底端分别设置有电源正负极，镀膜箱3远离开放式箱体2的一侧设置有第二旋转把手804，第二旋转把手804穿过镀膜箱3并与第三电动推杆801固定连接，第三电动推杆801推杆外接第三电推杆开关与外接电源电性连接，把工件置于两个滑槽803内，第三电动推杆801工作推动挡板802来回移动，能够防止工件表面镀层不均匀现象，通过转动第二旋转把手804带动工件转动，能够对镀膜箱3内的气体进行搅动，提高气体的分散度。
其中，活动板501底端的一侧固定设置有鼓风机12，鼓风机12通过外接风机开关与外接电源电性连接，鼓风机12工作，能够对清洗后工件的表面进行烘干。
其中，固定杆601的底端固定设置有超声波发射器13，超声波发射器13通过外接发射开关与外接电源电性连接，利用超声波对油污层进行冲刷破坏，并在工件表面产生气蚀引起强烈的局部搅拌，加速工件表面油污的溶解和乳化，进一步强化工件表面的清洁效果。
其中，清洗槽7内腔的两侧和镀膜箱3内腔的底端均等距设置有若干个加热管14，加热管14内设置有若干跟电热丝，电热丝通过加热开关与外接电源电性连接，电热丝通电能够对清洗槽7内的清洗液进行加热，提高清洗效果。
其中，真空泵11的一侧开设有用于通入氩气的第一输气管15，第一输气管15与镀膜箱3相连通，第二旋转把手804的顶部设置有用于同于氮气的第二输气管16，第二输气管16与镀膜箱3相连通，通过第一输气管15和第二输气管16，便于向镀膜箱3内通入氩气和氮气，满足镀膜的需要。
其中，镀膜箱3内腔顶端的一侧固定设置有空心钽管阴极电子枪17，空心钽管阴极电子枪17通过外接阴极开关与外接电源电性连接，空心钽管阴极电子枪17工作，能够使工业纯钛TA1(纯度>99％)在高密度电子束轰击下迅速蒸发。
工作时，把工件置于两个挤压片603之间，转动第一旋转把手604带动螺纹杆602转动，螺纹杆602转动带动挤压片603移动，从而实现对工件进行挤压夹紧，第一电动推杆4工作推动活动板501向下移动，当打磨轮503与工件表面抵触时，电机502工作带动打磨轮503工作，电机502优选为YE2-90L-4型，通过打磨轮503对工件表面进行打磨抛光，打磨后，第二电动推杆901工作推动放置板902移动并把其移动至工件的底部，松开夹紧机构6，把工件置于放置板902上，再通过第二电动推杆901把工件置于清洗槽7内，向清洗槽7内注入清洗剂配方为50～100g/L NAOH、10～35g/L Na3PO4、10～40g/L Na2CO3、10～30g/L Na2SiO3，电热丝工作把清洗液加热至90℃，清洗10～15min，通过设有的超声波发射器13，超声波发射器13优选为T186UE型，利用超声波对油污层进行冲刷破坏，并在工件表面产生气蚀引起强烈的局部搅拌，加速工件表面油污的溶解和乳化，把清洗后的工件置于两个滑槽803内，第三电动推杆801工作推动挡板802来回移动，能够防止工件表面镀层不均匀现象，第一电动推杆4、第二电动推杆901和第三电动推杆801均优选为GRA-L36型，通过真空泵11对镀膜箱3进行抽真空，同时对工件进行预热处理，再启动电源轰击工件表面进行预处理，把工件表面残留的污染物和氧化物清除掉，再分别通过第一输气管15和第二输气管16向镀膜箱3内输入氩气和氮气，空心钽管阴极电子枪17工作，能够对镀膜箱3内放置的工业纯钛TA1(纯度>99％)在高密度电子束轰击下迅速蒸发，在镀膜过程中通过调节氮气的分压，保持氮气在一定的范围内，以获得具有与基材结合良好、高硬度且颜色美观的氮化钛薄膜。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种空心阴极等离子镀氮化钛薄膜的装置，包括底板(1)、开放式箱体(2)和镀膜箱(3)，其特征在于，所述开放式箱体(2)和镀膜箱(3)分别固定设置在底板(1)顶端的两侧，所述开放式箱体(2)内腔顶端的两侧均设置有第一电动推杆(4)，所述第一电动推杆(4)的底端固定设置有用于打磨工件的打磨机构(5)，所述开放式箱体(2)内腔中部的两侧均设置有用于夹紧工件的夹紧机构(6)，所述夹紧机构(6)的一端穿过开放式箱体(2)并置于其外部，所述开放式箱体(2)内腔的底端设置有清洗槽(7)，所述清洗槽(7)的底端设置有防水箱(10)，所述防水箱(10)内设置有推送机构(9)，所述镀膜箱(3)内腔的两侧均设置有用于放置工件的放置机构(8)，所述镀膜箱(3)顶端的一侧设置有真空泵(11)，所述第一电动推杆(4)通过外接第一电推杆开关与外接电源电性连接，所述真空泵(11)通过外接真空开关与外接电源电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种空心阴极等离子镀氮化钛薄膜的装置，其特征在于，所述打磨机构(5)包括活动板(501)、电机(502)和打磨轮(503)，所述活动板(501)与第一电动推杆(4)固定连接，所述电机(502)固定设置在活动板(501)的顶端，所述电机(502)的输出轴穿过活动板(501)并与打磨轮(503)传动连接。
3.根据权利要求1所述的一种空心阴极等离子镀氮化钛薄膜的装置，其特征在于，所述夹紧机构(6)包括固定杆(601)、螺纹杆(602)、挤压片(603)和第一旋转把手(604)，所述固定杆(601)与开放式箱体(2)固定连接，所述螺纹杆(602)置于固定杆(601)内部并与其螺纹连接，所述螺纹杆(602)的一端与挤压片(603)固定连接，所述螺纹杆(602)的另一端穿过开放式箱体(2)与第一旋转把手(604)固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种空心阴极等离子镀氮化钛薄膜的装置，其特征在于，所述推送机构(9)包括第二电动推杆(901)和放置板(902)，所述第二电动推杆(901)的底端与防水箱(10)固定连接，所述第二电动推杆(901)的顶端穿过防水箱(10)并与放置板(902)固定连接，所述第二电动推杆(901)通过外接第二电推杆开关与外接电源电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种空心阴极等离子镀氮化钛薄膜的装置，其特征在于，所述放置机构(8)包括第三电动推杆(801)和挡板(802)，所述第三电动推杆(801)的一端与镀膜箱(3)活动连接，所述第三电动推杆(801)的另一端与挡板(802)固定连接，所述挡板(802)顶部的一侧贯穿开设有滑槽(803)，两个所述滑槽(803)内部的底端分别设置有电源正负极,所述镀膜箱(3)远离开放式箱体(2)的一侧设置有第二旋转把手(804)，所述第二旋转把手(304)穿过镀膜箱(3)并与第三电动推杆(801)固定连接，所述第三电动推杆(801)外接第三电动推杆开关与外接电源电性连接。
6.根据权利要求2所述的一种空心阴极等离子镀氮化钛薄膜的装置，其特征在于，所述活动板(501)底端的一侧固定设置有鼓风机(12)，所述鼓风机(12)通过外接风机开关与外接电源电性连接。
7.根据权利要求3所述的一种空心阴极等离子镀氮化钛薄膜的装置，其特征在于，所述固定杆(601)的底端固定设置有超声波发射器(13)，所述超声波发射器(13)通过外接发射开关与外接电源电性连接。
8.根据权利要求1所述的一种空心阴极等离子镀氮化钛薄膜的装置，其特征在于，所述清洗槽(7)内腔的两侧和镀膜箱(3)内腔的底端均等距设置有若干个加热管(14)，所述加热管(14)内设置有若干跟电热丝，所述电热丝通过加热开关与外接电源电性连接。
9.根据权利要求5所述的一种空心阴极等离子镀氮化钛薄膜的装置，其特征在于，所述真空泵(11)的一侧开设有用于通入氩气的第一输气管(15)，所述第一输气管(15)与镀膜箱(3)相连通，所述第二旋转把手(804)的顶部设置有用于同于氮气的第二输气管(16)，所述第二输气管(16)与镀膜箱(3)相连通。
10.根据权利要求1所述的一种空心阴极等离子镀氮化钛薄膜的装置，其特征在于，所述镀膜箱(3)内腔顶端的一侧固定设置有空心钽管阴极电子枪(17)，所述空心钽管阴极电子枪(17)通过外接阴极开关与外接电源电性连接。
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