CN116695077A - 空气主轴的修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及空气主轴技术领域，公开了一种空气主轴的修复方法，其包括：将空气主轴放入等离子体反应腔；对等离子体反应腔抽真空至为第一真空度时，通入氩气和氧气，并保持真空度为第一真空度，进行第一次射频辉光放电；减少氧气浓度，并保持真空度为第二真空度，进行第二次射频辉光放电；采用非平衡磁控溅射工艺在所述空气主轴的表面沉积金属层，这样，清除了空气主轴表面的会影响振动、噪声、异响和寿命的表面有机物残留，可以使空气主轴重新再利用，延长了其使用寿命，也降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及空气主轴技术领域，特别是涉及一种空气主轴的修复方法。
背景技术
目前，空气主轴是数控机床的重要部分，其工作时压缩空气进入由空气轴承支撑的动力轴，而被分成两个通道，一个通道用以驱动动力轴，另一通道用于轴承座支撑动力轴。二者都是经过精密的机加工，两者间保持0.02mm的间隙。而工作中的切削液、油渍以及由于更换不小心或者压缩空气不足而造成的表面划痕，对于数控设备来说，将大大地降低其精密度。为了降低成本、节约资源，大部分工厂对空气主轴进行修复再制造，其中，抛光处理是对空气主轴修复的其中一种工序，目前对于空气主轴的抛光处理也停留在手工用砂纸打磨的方法，很难使其恢复表面的光滑，而且其使用寿命较短。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种空气主轴的修复方法，其能够使空气主轴重新再利用，延长其使用寿命。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种空气主轴的修复方法，包括：
将空气主轴放入等离子体反应腔；
对等离子体反应腔抽真空至为第一真空度时，通入氩气和氧气，并保持真空度为第一真空度，进行第一次射频辉光放电；
减少氧气浓度，并保持真空度为第二真空度，进行第二次射频辉光放电；
采用非平衡磁控溅射工艺在所述空气主轴的表面沉积金属层。
作为优选方案，在所述将空气主轴放入等离子体反应腔之前，还包括：
对空气主轴进行超声波清洗。
作为优选方案，在第一次射频辉光放电中，氧气的流量为120-150sccm，氩气的流量为700-800sccm，射频辉光时间为500秒，射频的阴极频率为90-110KHz，阳极频率为28-29MHz。
作为优选方案，在第二次射频辉光放电中，氧气的流量为45-55sccm，氩气的流量为330-370sccm，射频辉光时间为600秒，射频的阴极频率为13.56MHz，阳极频率为2.45GHz。
作为优选方案，在第二次射频辉光放电中，氧气的流量为50sccm，氩气的流量为350sccm。
作为优选方案，所述采用非平衡磁控溅射工艺在所述空气主轴的表面沉积金属层，具体包括：
在磁控溅射装置腔体内，采用能与空气主轴的表面原有电镀层材料致密结合的金属材料作为靶材，以在所述空气主轴的表面沉积金属层。
作为优选方案，形成所述金属层所采用的靶材的材料与空气主轴的表面原有电镀层材料相同。
作为优选方案，磁控溅射装置的偏压调至80V，靶材电流为5A。
作为优选方案，所述金属层的厚度为40μm。
作为优选方案，所述第一真空度为550帕，所述第二真空度为800帕。
相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于：本发明实施例提供了一种空气主轴的修复方法，其包括：将空气主轴放入等离子体反应腔；对等离子体反应腔抽真空至为第一真空度时，通入氩气和氧气，并保持真空度为第一真空度，进行第一次射频辉光放电；减少氧气浓度，并保持真空度为第二真空度，进行第二次射频辉光放电；采用非平衡磁控溅射工艺在所述空气主轴的表面沉积金属层，这样，清除了空气主轴表面的会影响振动、噪声、异响和寿命的表面有机物残留，可以使空气主轴重新再利用，延长了其使用寿命，也降低了成本。
附图说明
图1是本发明实施例中的空气主轴的修复方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，其是本发明实施例中的空气主轴的修复方法的流程图。
本发明实施例的空气主轴的修复方法包括：
步骤S101，将空气主轴放入等离子体反应腔；
步骤S102，对等离子体反应腔抽真空至为第一真空度时，通入氩气和氧气，并保持真空度为第一真空度，进行第一次射频辉光放电；
步骤S103，减少氧气浓度，并保持真空度为第二真空度，进行第二次射频辉光放电；
步骤S104，采用非平衡磁控溅射工艺在所述空气主轴的表面沉积金属层。
在本发明实施例中，空气主轴的修复方法包括：将空气主轴放入等离子体反应腔；对等离子体反应腔抽真空至为第一真空度时，通入氩气和氧气，并保持真空度为第一真空度，进行第一次射频辉光放电；减少氧气浓度，并保持真空度为第二真空度，进行第二次射频辉光放电；采用非平衡磁控溅射工艺在所述空气主轴的表面沉积金属层，这样，清除了空气主轴表面的会影响振动、噪声、异响和寿命的表面有机物残留，可以使空气主轴重新再利用，延长了其使用寿命，也降低了成本。
在一种可选的实施方式中，在所述步骤S101“将空气主轴放入等离子体反应腔”之前，还包括：
对空气主轴进行超声波清洗。
在本实施例中，通过对空气主轴进行超声波清洗，以将空气主轴表面初步清洗干净，从而便于后续进行进一步清洁和金属层沉积，有利于金属层能够牢靠地附着在空气主轴表面，从而能够有效提高金属层的可靠性，进而能够延长空气主轴的寿命。
在一种可选的实施方式中，在第一次射频辉光放电中，氧气的流量为120-150sccm，例如可以是，例如可以是120sccm、123sccm、125sccm、128sccm、130sccm、133sccm、135sccm、138sccm、140sccm、143sccm、145sccm、148sccm、150sccm等，当然，氧气的流量还可以根据实际要求设置为其他数值，在此不做更多的赘述。氩气的流量为700-800sccm，例如可以是700sccm、710sccm、720sccm、730sccm、740sccm、750sccm、760sccm、770sccm、780sccm、790sccm、800sccm等，当然，氩气的流量还可以根据实际要求设置为其他数值，在此不做更多的赘述。射频辉光时间为500秒，射频的阴极频率为90-110KHz，阳极频率为28-29MHz。所述第一真空度例如为550帕。
在本发明实施例中，第一次辉光放电是给反应腔内的阴阳电极间加上高频高压，阴阳电极间即发生放电，生成氩等离子体和氧等离子体，两种高能等离子体轰击空气主轴表面，可以充分地使空气主轴表面的有机污物脱落、氧化、分解。然后，还可以对于空气主轴表面的粗糙度做进一步处理。
在一种可选的实施方式中，在第二次射频辉光放电中，氧气的流量为45-55sccm，例如可以是45sccm、46sccm、47sccm、48sccm、49sccm、50sccm、51sccm、52sccm、53sccm、54sccm、55sccm等，当然，氧气的流量还可以根据实际要求设置为其他数值，在此不做更多的赘述。氩气的流量为330-370sccm，例如可以是330sccm、333sccm、335sccm、338sccm、340sccm、343sccm、345sccm、348sccm、350sccm、353sccm、355sccm、357sccm、360sccm、363sccm、365sccm、368sccm、370sccm等，当然，氩气的流量还可以根据实际要求设置为其他数值，在此不做更多的赘述。射频辉光时间为600秒，射频的阴极频率为13.56MHz，阳极频率为2.45GHz。示例性地，在第二次射频辉光放电中，氧气的流量为50sccm，氩气的流量为350sccm。所述第二真空度例如为800帕。
在本发明实施例中，第二次辉光放电可以将空气主轴表面进一步得到刻蚀，从而使得空气主轴表面更加光滑，减少其摩擦力，使其工作起来更加稳定。
在一种可选的实施方式中，所述步骤S104“采用非平衡磁控溅射工艺在所述空气主轴的表面沉积金属层”，具体包括：
在磁控溅射装置腔体内，采用能与空气主轴的表面原有电镀层材料致密结合的金属材料作为靶材，以在所述空气主轴的表面沉积金属层。优选地，形成所述金属层所采用的靶材的材料与空气主轴的表面原有电镀层材料相同。示例性地，磁控溅射装置的偏压调至80V，靶材电流为5A，所述金属层的厚度为40μm。
下面结合以下实施例对本发明提供的空气主轴的修复方法进行说明。
实施例1
(1)将经超声波振动洗过的空气主轴放入等离子体反应腔中，开启真空泵抽取真空，当真空度到550帕时，通入氩气和氧气，调节真空度，使其继续保持在550帕。氧气的流量为120sccm，氩气的流量为700sccm，射频辉光时间为500秒。射频的频率为：阴极：90－110KHz，阳极：28-29MHz，此步骤是给反应腔内的阴阳电极间加上高频高压，阴阳电极间即发生放电，生成氩等离子体和氧等离子体，两种高能等离子体轰击空气主轴表面，使空气主轴表面的有机污物脱落、氧化、分解。然后，对于空气主轴表面的粗糙度做进一步处理。
(2)再调节氧气阀，减少氧气浓度，使真空度保持在800帕。进行第二次射频辉光。氧气的流量为50sccm，氩气的流量为350sccm，通过反应室内压强设定为400帕，射频辉光时间为600秒。射频的频率为阴极：13.56MHz，阳极：2.45GHz。
(3)主轴表面非平衡磁控溅射气相沉积工艺：在磁控溅射装置腔体内，通过磁场控制，在经过步骤(2)净化后的主轴原有电镀层表面上进行金属镀层的沉积，采用与主轴原有电镀层材料一致的材料作为靶材，将偏压调至80V，靶材电流在5A，当沉积金属镀层进行2h后或当沉积的金属镀层的厚度达到40μm后完成气相沉积，将主轴冷却至室温后，打开真空炉腔体将其取出，即在其表面上再制备形成一层金属镀层。
实施例2
(1)将经超声波振动洗过的空气主轴放入等离子体反应腔中，开启真空泵抽取真空，当真空度到550帕时，通入氩气和氧气，调节真空度，使其继续保持在550帕。氧气的流量为150sccm，氩气的流量为700sccm，射频辉光时间为500秒。射频的频率为：阴极：110KHz，阳极：29MHz，此步骤是给反应腔内的阴阳电极间加上高频高压，阴阳电极间即发生放电，生成氩等离子体和氧等离子体，两种高能等离子体轰击空气主轴表面，使空气主轴表面的有机污物脱落、氧化、分解。然后，对于空气主轴表面的粗糙度做进一步处理。
(2)再调节氧气阀，减少氧气浓度，使真空度保持在800帕。进行第二次射频辉光。氧气的流量为50sccm，氩气的流量为350sccm，通过反应室内压强设定为400帕，射频辉光时间为600秒。射频的频率为阴极：13.56MHz，阳极：2.45GHz。
(3)主轴表面非平衡磁控溅射气相沉积工艺：在磁控溅射装置腔体内，通过磁场控制，在经过步骤(2)净化后的主轴原有电镀层表面上进行金属镀层的沉积，采用与主轴原有电镀层材料一致的材料作为靶材，将偏压调至80V，靶材电流在5A，当沉积金属镀层进行2h后或当沉积的金属镀层的厚度达到40μm后完成气相沉积，将主轴冷却至室温后，打开真空炉腔体将其取出，即在其表面上再制备形成一层金属镀层。
实施例3
(1)将经超声波振动洗过的空气主轴放入等离子体反应腔中，开启真空泵抽取真空，当真空度到550帕时，通入氩气和氧气，调节真空度，使其继续保持在550帕。氧气的流量为130sccm，氩气的流量为700sccm，射频辉光时间为500秒。射频的频率为：阴极：110KHz，阳极：29MHz，此步骤是给反应腔内的阴阳电极间加上高频高压，阴阳电极间即发生放电，生成氩等离子体和氧等离子体，两种高能等离子体轰击空气主轴表面，使空气主轴表面的有机污物脱落、氧化、分解。然后，对于空气主轴表面的粗糙度做进一步处理。
(2)再调节氧气阀，减少氧气浓度，使真空度保持在800帕。进行第二次射频辉光。氧气的流量为50sccm，氩气的流量为350sccm，通过反应室内压强设定为400帕，射频辉光时间为600秒。射频的频率为阴极：13.56MHz，阳极：2.45GHz。
(3)主轴表面非平衡磁控溅射气相沉积工艺：在磁控溅射装置腔体内，通过磁场控制，在经过步骤(2)净化后的主轴原有电镀层表面上进行金属镀层的沉积，采用与主轴原有电镀层材料一致的材料作为靶材，将偏压调至80V，靶材电流在5A，当沉积金属镀层进行2h后或当沉积的金属镀层的厚度达到40μm后完成气相沉积，将主轴冷却至室温后，打开真空炉腔体将其取出，即在其表面上再制备形成一层金属镀层。
相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于：本发明实施例提供了一种空气主轴的修复方法，其包括：将空气主轴放入等离子体反应腔；对等离子体反应腔抽真空至为第一真空度时，通入氩气和氧气，并保持真空度为第一真空度，进行第一次射频辉光放电；减少氧气浓度，并保持真空度为第二真空度，进行第二次射频辉光放电；采用非平衡磁控溅射工艺在所述空气主轴的表面沉积金属层，这样，清除了空气主轴表面的会影响振动、噪声、异响和寿命的表面有机物残留，可以使空气主轴重新再利用，延长了其使用寿命，也降低了成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以作出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种空气主轴的修复方法，其特征在于，包括：
将空气主轴放入等离子体反应腔；
对等离子体反应腔抽真空至为第一真空度时，通入氩气和氧气，并保持真空度为第一真空度，进行第一次射频辉光放电；
减少氧气浓度，并保持真空度为第二真空度，进行第二次射频辉光放电；
采用非平衡磁控溅射工艺在所述空气主轴的表面沉积金属层。
2.如权利要求1所述的空气主轴的修复方法，其特征在于，在所述将空气主轴放入等离子体反应腔之前，还包括：
对空气主轴进行超声波清洗。
3.如权利要求1所述的空气主轴的修复方法，其特征在于，在第一次射频辉光放电中，氧气的流量为120-150sccm，氩气的流量为700-800sccm，射频辉光时间为500秒，射频的阴极频率为90-110KHz，阳极频率为28-29MHz。
4.如权利要求1所述的空气主轴的修复方法，其特征在于，在第二次射频辉光放电中，氧气的流量为45-55sccm，氩气的流量为330-370sccm，射频辉光时间为600秒，射频的阴极频率为13.56MHz，阳极频率为2.45GHz。
5.如权利要求4所述的空气主轴的修复方法，其特征在于，在第二次射频辉光放电中，氧气的流量为50sccm，氩气的流量为350sccm。
6.如权利要求1-5任一项所述的空气主轴的修复方法，其特征在于，所述采用非平衡磁控溅射工艺在所述空气主轴的表面沉积金属层，具体包括：
在磁控溅射装置腔体内，采用能与空气主轴的表面原有电镀层材料致密结合的金属材料作为靶材，以在所述空气主轴的表面沉积金属层。
7.如权利要求6所述的空气主轴的修复方法，其特征在于，形成所述金属层所采用的靶材的材料与空气主轴的表面原有电镀层材料相同。
8.如权利要求6所述的空气主轴的修复方法，其特征在于，磁控溅射装置的偏压调至80V，靶材电流为5A。
9.如权利要求1-5任一项所述的空气主轴的修复方法，其特征在于，所述金属层的厚度为40μm。
10.如权利要求1-5任一项所述的空气主轴的修复方法，其特征在于，所述第一真空度为550帕，所述第二真空度为800帕。
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| PB01 | Publication | ||
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