CN112941469A - 一种基于混合式沉积技术制备多元氮化物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种基于混合式沉积技术制备多元氮化物的制备方法，包括以下步骤：第一步，材料与设备准备，首先将4刃立铣刀放入反应室内部提高温度使其进行表面热处理，第二步，用量计算与设备试机，根据作业区选材确定和多弧离子镀与溅射法结构固定对其进行涂料混合试验。本发明所述的一种基于混合式沉积技术制备多元氮化物的制备方法，通过设置的的反应室为铣刀进行加热处理，保证了铣刀对喷涂材料的固定和吸收情况，通过设置的多弧离子镀使添加材料喷涂于铣刀表面，保证了涂层与基底间附着性，通过多弧离子镀和溅射法同时混合喷涂保证了冷却后的铣刀外表面附着的AlCrWSi纳米复合涂层结合完整，以便来改变刀具的耐磨性进而来提升刀具的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及多元氮化物制备技术领域，特别涉及一种基于混合式沉积技术制备多元氮化物的制备方法。
背景技术
20世纪90年代国际上对物理气相沉积技术主要以溅射发与多弧离子镀为主流技术，而这两种技术各有其优缺点。溅射法所制备的涂层表面粗糙度低，而沉淀率相较多弧离子镀较慢。另一方面；多弧离子镀与溅射法相比较，多弧离子镀有一个人重要的优点就是会在阴极会产生大量的等离子体，使等离子具有足够的动能可以在复杂工件表面进行涂层，并使涂层与基底之间具有良好的附着性。然而在沉积过程中会有金属微粒的产生，致使涂层表面比较粗糙，降低膜层的均匀性。因此本发明综合两者的优点，进而开发出混合式沉积技术以制备多元氮化物涂层之开发。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于混合式沉积技术制备多元氮化物的制备方法，用于指导背景技术中沉淀率较慢或粗糙、均匀性差的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种基于混合式沉积技术制备多元氮化物的制备方法，包括以下步骤：
第一步，材料与设备准备，首先将4刃立铣刀放入反应室内部提高温度使其进行表面热处理，在将加热后4刃立铣刀的转移到混合式涂沉积法之设备内部，同时将多弧离子镀与溅射法结构共同放入混合式涂沉积法之设备内部，并连接好相应电极；
第二步，用量计算与设备试机，根据作业区选材确定和多弧离子镀与溅射法结构固定对其进行涂料混合试验；
第三步，生产复合涂料，将电源系统开启，首先采用采用多弧离子镀沉积Cr中间过渡层，将Cr喷涂在4刃立铣刀上外表面，等待其成型；
第四步，喷涂外表面层，将4刃立铣刀冷却成型后，再次采用多弧离子镀和溅射法，保证共同镀制一层控AlCrWSi纳米复合涂层作为外保护层，并将其冷却成型；
第五步，打磨，将冷却成型后的4刃立铣刀从混合式涂沉积法之设备内部转移至打磨箱进行快速外表面打磨；
第六步，切削对比，将打磨后的4刃立铣刀与一般制造4刃立铣刀进行使用对比，收集数据，记录后进行进行调试直到完成对比数据收集。
优选的，所述步骤一中的反应室内部温度对铣刀加热时间温度为850℃至1100℃，所需压强为50至500torr，时间为30至600秒，并加入氨气。
优选的，所述步骤三中的添加成分为：增塑剂20～30重量份、硅酮粉1～5重量份、稳定剂5～10重量份、增韧剂5～10重量份、抗氧化剂2～5重量份、碳酸钙1～10重量。
优选的，所述步骤三和步骤四内所述Cr与AlCrWSi纳米复合涂层喷涂比为1:5。
优选的，所述步骤四中多弧离子镀和溅射法共同镀制AlCrWSi纳米复合涂层其内部Si含量将控制5～10at.％之间，涂层硬度可达到Hv3800。
优选的，所述步骤五打磨箱内部料浆粒度控制在1.0μm～1.3μm，再将料浆打入打磨机内，并按重量百分比加入硅酸盐纤维0.8％以及打磨剂，料浆粒度控制在0.75μm～0.85μm。
优选的，所述步骤六切削对比数据为调试转速/s为8500，切削速度/Vc为1600m/min，进给速度/F为1600mm/min,每次进给量/Fz为0.05mm/r,切深Ap/切宽/Ae为5mm/0.15mm，铣削方式为侧铣跟随周边，冷却方式使用为冷却液。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：该一种基于混合式沉积技术制备多元氮化物的制备方法：
通过是用混合式沉淀技术，通过设置的的反应室为铣刀进行加热处理，保证了铣刀对喷涂材料的固定和吸收情况，通过设置的多弧离子镀使添加材料喷涂于铣刀表面，保证了涂层与基底间附着性，大大降低了表面粗糙度并增加铣刀整体的柔韧性、强度，并使其具有高硬度，高耐磨性，通过多弧离子镀和溅射法同时混合喷涂保证了冷却后的铣刀外表面附着的AlCrWSi纳米复合涂层结合完整，并保证了喷涂比为1:5保证与较低的粗糙度的功能性涂层并应用于刀具表面，以便来改变刀具的耐磨性进而来提升刀具的使用寿命，通过设置的打磨装置来保证铣刀整体的使用稳定，不会发生铣刀损坏的情况，最后通过使用对比得出结论并进行改进，最后可以发现本发明之涂层相较AlCrN涂层其加工寿命提高30％。由此可以得知本发明之涂层相较于市面AlCrN更具有保护性与耐磨性。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1
一种基于混合式沉积技术制备多元氮化物的制备方法，包括以下步骤：
第一步，材料与设备准备，首先将4刃立铣刀放入反应室内部提高温度使其进行表面热处理，在将加热后4刃立铣刀的转移到混合式涂沉积法之设备内部，同时将多弧离子镀与溅射法结构共同放入混合式涂沉积法之设备内部，并连接好相应电极；
第二步，用量计算与设备试机，根据作业区选材确定和多弧离子镀与溅射法结构固定对其进行涂料混合试验；
第三步，生产复合涂料，将电源系统开启，首先采用采用多弧离子镀沉积Cr中间过渡层，将Cr喷涂在4刃立铣刀上外表面，等待其成型；
第四步，喷涂外表面层，将4刃立铣刀冷却成型后，再次采用多弧离子镀和溅射法，保证共同镀制一层控AlCrWSi纳米复合涂层作为外保护层，并将其冷却成型；
第五步，打磨，将冷却成型后的4刃立铣刀从混合式涂沉积法之设备内部转移至打磨箱进行快速外表面打磨；
第六步，切削对比，将打磨后的4刃立铣刀与一般制造4刃立铣刀进行使用对比，收集数据，记录后进行进行调试直到完成对比数据收集。
步骤一中的反应室内部温度对铣刀加热时间温度为850℃至1100℃，所需压强为50至500torr，时间为30至600秒，并加入氨气，步骤三中的添加成分为：增塑剂20～30重量份、硅酮粉1～5重量份、稳定剂5～10重量份、增韧剂5～10重量份、抗氧化剂2～5重量份、碳酸钙1～10重量，步骤三和步骤四内Cr与AlCrWSi纳米复合涂层喷涂比为1:5，步骤四中多弧离子镀和溅射法共同镀制AlCrWSi纳米复合涂层其内部Si含量将控制5～10at.％之间，涂层硬度可达到Hv3800，步骤五打磨箱内部料浆粒度控制在1.0μm～1.3μm，再将料浆打入打磨机内，并按重量百分比加入硅酸盐纤维0.8％以及打磨剂，料浆粒度控制在0.75μm～0.85μm，步骤六切削对比数据为调试转速/s为8500，切削速度/Vc为1600m/min，进给速度/F为1600mm/min,每次进给量/Fz为0.05mm/r,切深Ap/切宽/Ae为5mm/0.15mm，铣削方式为侧铣跟随周边，冷却方式使用为冷却液。
需要说明的是，本发明为一种基于混合式沉积技术制备多元氮化物的制备方法，首先将4刃立铣刀放入反应室内部提高温度使其进行表面热处理，反应室内部温度对铣刀加热时间温度为850℃至1100℃，所需压强为50至500torr，时间为30至600秒，并加入氨气，保证了4刃立铣刀在加工时能够保证整体对表面材料的吸收和附着情况，在将加热后4刃立铣刀的转移到混合式涂沉积法之设备内部，固定后保证了铣刀的加工情况，同时将多弧离子镀与溅射法结构共同放入混合式涂沉积法之设备内部，并连接好相应电极；根据作业区选材确定和多弧离子镀与溅射法结构固定对其进行涂料混合试验，保证了整体添加结构使用过程的稳定性和整体结构混合情况，在正式加工过程中能够稳定，将电源系统开启，首先采用采用多弧离子镀沉积Cr中间过渡层，过渡层内部选材为增塑剂20～30重量份、硅酮粉1～5重量份、稳定剂5～10重量份、增韧剂5～10重量份、抗氧化剂2～5重量份、碳酸钙1～10重量，将Cr喷涂在4刃立铣刀上外表面，等待其成型后可以保证涂层与基底间附着性，大大降低了表面粗糙度并增加铣刀整体的柔韧性、强度，并使其具有高硬度，高耐磨性，将4刃立铣刀冷却成型后，再次采用多弧离子镀和溅射法，保证共同镀制一层控AlCrWSi纳米复合涂层作为外保护层，并将其冷却成型，通过多弧离子镀和溅射法同时混合喷涂保证了冷却后的铣刀外表面附着的AlCrWSi纳米复合涂层结合完整并通过喷涂5:1的配比保证了与较低的粗糙度的功能性涂层并应用于刀具表面，以便来改变刀具的耐磨性进而来提升刀具的使用寿命，将冷却成型后的4刃立铣刀从混合式涂沉积法之设备内部转移至打磨箱进行快速外表面打磨，通过打磨箱内部料浆粒度控制在1.0μm～1.3μm，再将料浆打入打磨机内，并按重量百分比加入硅酸盐纤维0.8％以及打磨剂，料浆粒度控制在0.75μm～0.85μm，通过设置的打磨装置来保证铣刀整体的使用稳定，不会发生铣刀损坏的情况，将打磨后的4刃立铣刀与一般制造4刃立铣刀进行使用对比，收集数据，记录后进行进行调试直到完成对比数据收集，通过设置对比数据为削对比数据为调试转速/s为8500，切削速度/Vc为1600m/min，进给速度/F为1600mm/min,每次进给量/Fz为0.05mm/r,切深Ap/切宽/Ae为5mm/0.15mm，铣削方式为侧铣跟随周边，冷却方式使用为冷却液，最后通过使用对比得出结论并进行改进，最后可以发现本发明之涂层相较AlCrN涂层其加工寿命提高30％。由此可以得知本发明之涂层相较于市面AlCrN更具有保护性与耐磨性
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种基于混合式沉积技术制备多元氮化物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步，材料与设备准备，首先将4刃立铣刀放入反应室内部提高温度使其进行表面热处理，在将加热后4刃立铣刀的转移到混合式涂沉积法之设备内部，同时将多弧离子镀与溅射法结构共同放入混合式涂沉积法之设备内部，并连接好相应电极；
第二步，用量计算与设备试机，根据作业区选材确定和多弧离子镀与溅射法结构固定对其进行涂料混合试验；
第三步，生产复合涂料，将电源系统开启，首先采用采用多弧离子镀沉积Cr中间过渡层，将Cr喷涂在4刃立铣刀上外表面，等待其成型；
第四步，喷涂外表面层，将4刃立铣刀冷却成型后，再次采用多弧离子镀和溅射法，保证共同镀制一层控AlCrWSi纳米复合涂层作为外保护层，并将其冷却成型；
第五步，打磨，将冷却成型后的4刃立铣刀从混合式涂沉积法之设备内部转移至打磨箱进行快速外表面打磨；
第六步，切削对比，将打磨后的4刃立铣刀与一般制造4刃立铣刀进行使用对比，收集数据，记录后进行进行调试直到完成对比数据收集。
2.根据权利要求1所述的一种基于混合式沉积技术制备多元氮化物的制备方法，其特征在于：所述步骤一中的反应室内部温度对铣刀加热时间温度为850℃至1100℃，所需压强为50至500torr，时间为30至600秒，并加入氨气。
3.根据权利要求1所述的一种基于混合式沉积技术制备多元氮化物的制备方法，其特征在于：所述步骤三中的添加成分为：增塑剂20～30重量份、硅酮粉1～5重量份、稳定剂5～10重量份、增韧剂5～10重量份、抗氧化剂2～5重量份、碳酸钙1～10重量。
4.根据权利要求1所述的一种基于混合式沉积技术制备多元氮化物的制备方法，其特征在于：所述步骤三和步骤四内所述Cr与AlCrWSi纳米复合涂层喷涂比为1:5。
5.根据权利要求1所述的一种基于混合式沉积技术制备多元氮化物的制备方法，其特征在于：所述步骤四中多弧离子镀和溅射法共同镀制AlCrWSi纳米复合涂层其内部Si含量将控制5～10at.％之间，涂层硬度可达到Hv 3800。
6.根据权利要求1所述的一种基于混合式沉积技术制备多元氮化物的制备方法，其特征在于：所述步骤五打磨箱内部料浆粒度控制在1.0μm～1.3μm，再将料浆打入打磨机内，并按重量百分比加入硅酸盐纤维0.8％以及打磨剂，料浆粒度控制在0.75μm～0.85μm。
7.根据权利要求1所述的一种基于混合式沉积技术制备多元氮化物的制备方法，其特征在于：所述步骤六切削对比数据为调试转速/s为8500，切削速度/Vc为1600m/min，进给速度/F为1600mm/min,每次进给量/Fz为0.05mm/r,切深Ap/切宽/Ae为5mm/0.15mm，铣削方式为侧铣跟随周边，冷却方式使用为冷却液。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210611 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |