在盾构刀具上生成碳氮化钛薄膜的装置制造方法
【专利摘要】一种在盾构刀具上生成碳氮化钛薄膜的装置，主要包括真空镀膜系统、脉冲电路系统和等离子体生成系统；真空镀膜系统包括真空镀膜室和位于真空镀膜室内放置盾构刀具的旋转台，真空镀膜室设有排气口；等离子体生成系统包括筒状石墨外电极、位于石墨外电极内的金属钛内电极以及充电装置，充电装置与石墨外电极和钛内电极电连接，石墨外电极和钛内电极一端伸进真空镀膜室内；脉冲电路系统与钛内电极电连接，有一充氮气口与真空镀膜室连通。该装置可以在盾构刀具上生成碳氮化钛薄膜，为刀具提供更好的性能，并增强刀具抗粘滞磨损能力以及提高刀具的强度、硬度、耐磨性，最终增加使用寿命。
【专利说明】在盾构刀具上生成碳氮化钛薄膜的装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种刀具薄膜生成装置，尤其是一种在盾构刀具上生成碳氮化钛薄膜的装置。
【背景技术】
[0002]普通盾构刀具的表面硬度低、寿命短，通过表面改性，薄膜沉积，可有效提高其硬度、强度、耐磨性等，进而使用寿命显著提高。TiN和TiC具有好的硬度和化学稳定性，其薄膜已经被广泛用作防护涂层，Ti (C1N)(碳氮化钛)是TiN和TiC两者组成的固溶体，Ti(C，N)材料兼具这两种材料的优点和特性。如高熔点，高热导率，兼具优异的硬度-韧性、抗氧化、耐磨、低电阻率等。Ti (C，N)薄膜的磨损率比TiN薄膜低3-4倍，而前者的摩擦系数较后者低5-7倍；Ti (C，N)薄膜具有硬度高、耐磨损、自润滑、摩擦系数低等优点，在许多TiN涂层不能胜任的条件下，如在磨蚀或粘滞性很大的工件材料的切削和成型应用领域中，碳氮化钛涂层刀具可以提供更好的高速性能，并增强刀具抗粘滞磨损能力。因此选择在盾构刀具上制备碳氮化钛涂层，将能提高盾构刀具的强度、硬度、耐磨性，使用寿命。
[0003]有鉴于此，特提出本实用新型。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种在盾构刀具上生成碳氮化钛薄膜的装置。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是:
[0006]一种在盾构刀具上生成碳氮化钛薄膜的装置，主要包括真空镀膜系统、脉冲电路系统和等尚子体生成系统；
[0007]所述真空镀膜系统包括真空镀膜室和位于真空镀膜室内放置盾构刀具的旋转台，真空镀膜室设有排气口；
[0008]所述等离子体生成系统包括筒状石墨外电极、位于石墨外电极内的金属钛内电极以及充电装置，所述充电装置与石墨外电极和钛内电极电连接，所述石墨外电极和钛内电极一端伸进所述真空镀膜室内；
[0009]所述脉冲电路系统与所述钛内电极电连接，有一充氮气口与所述真空镀膜室连通。
[0010]优选的，在所述脉冲电路系统和钛内电极的连接线外设一绝缘套，所述充氮气口开设在所述绝缘套上，所述钛内电极的内边开设一连通所述绝缘套和真空镀膜室的入氮通道。
[0011]优选的，所述脉冲电路系统包括串联的第一电容，火花间隙开关和快速脉冲电磁阀，所述快速脉冲电磁阀和所述钛内电极电连接。
[0012]优选的，所述充电装置为充电电容。
[0013]采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果:该装置可以在盾构刀具上生成碳氮化钛薄膜，从而为刀具提供更好的性能，并增强刀具抗粘滞磨损能力以及提高刀具的强度、硬度、耐磨性，最终增加使用寿命。
[0014]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细的描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]如图1所示，本实用新型是一种在盾构刀具上生成碳氮化钛薄膜的装置，主要包括真空镀膜系统、脉冲电路系统2和等离子体生成系统；
[0017]所述真空镀膜系统包括真空镀膜室I和位于真空镀膜室I内放置盾构刀具9的旋转台11，真空镀膜室I设有排气口 6 ；
[0018]所述等离子体生成系统包括筒状石墨外电极31、位于石墨外电极内的金属钛内电极32以及充电装置4，所述充电装置4与石墨外电极31和钛内电极32电连接，所述石墨外电极31和钛内电极32 —端伸进所述真空镀膜室I内；
[0019]所述脉冲电路系统2与所述钛内电极32电连接，有一充氮气口 5与所述真空镀膜室I连通。
[0020]首先把盾构刀具9进行机械抛光、丙酮超声清洗、干燥，然后放入真空镀膜室I的旋转台11上；接着经充氮气口 5把氮气充入真空镀膜室I中，并经排气口 6把真空室中的空气和氮气排出，逐渐使真空室充满氮气，纯度接近100%，充到使气压达到合适的条件，关闭充氮气口 5和排气口 6。使用10台电容器给同轴枪石墨外电极31、金属Ti内电极32充电，充电到所需的电压；接通脉冲电路系统2，产生直流脉冲，在真空镀膜室I中，放电氮气等离子体，与同轴枪内外电极上溅射所生成的，或者金属Ti离子和C离子，实现Ti离子和C离子以及N离子之间的反应，形成新相Ti (C，N);其在自身放电电压络伦兹力加速作用下，以很快的速度沉积到位于真空镀膜室I内的盾构刀具9表面，形成Ti (C，N)薄膜。
[0021]在所述脉冲电路系统2和钛内电极32的连接线外设一绝缘套7，所述充氮气口 5开设在所述绝缘套7上，所述钛内电极32的内边开设一连通所述绝缘套7和真空镀膜室I的入氮通道8。氮气借助脉冲电路系统2和钛内电极32连接处充入真空镀膜室I内，相比在真空镀膜室I上直接开充氮气口，提高了真空镀膜室I的密封性。
[0022]优选的，所述脉冲电路系统2包括串联的第一电容21，火花间隙开关22和快速脉冲电磁阀23，所述快速脉冲电磁阀23和所述钛内电极32电连接。
[0023]优选的，所述充电装置4为充电电容41。
[0024]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种在盾构刀具上生成碳氮化钛薄膜的装置，其特征在于:主要包括真空镀膜系统、脉冲电路系统和等离子体生成系统； 所述真空镀膜系统包括真空镀膜室和位于真空镀膜室内放置盾构刀具的旋转台，真空镀膜室设有排气口； 所述等离子体生成系统包括筒状石墨外电极、位于石墨外电极内的金属钛内电极以及充电装置，所述充电装置与石墨外电极和钛内电极电连接，所述石墨外电极和钛内电极一端伸进所述真空镀膜室内； 所述脉冲电路系统与所述钛内电极电连接，有一充氮气口与所述真空镀膜室连通。
2.根据权利要求1所述的在盾构刀具上生成碳氮化钛薄膜的装置，其特征在于:在所述脉冲电路系统和钛内电极的连接线外设一绝缘套，所述充氮气口开设在所述绝缘套上，所述钛内电极的内边开设一连通所述绝缘套和真空镀膜室的入氮通道。
3.根据权利要求1或2所述的在盾构刀具上生成碳氮化钛薄膜的装置，其特征在于:所述脉冲电路系统包括串联的第一电容，火花间隙开关和快速脉冲电磁阀，所述快速脉冲电磁阀和所述钛内电极电连接。
4.根据权利要求1或2所述的在盾构刀具上生成碳氮化钛薄膜的装置，其特征在于:所述充电装置为充电电容。
5.根据权利要求3所述的在盾构刀具上生成碳氮化钛薄膜的装置，其特征在于:所述充电装置为充电电容。
【文档编号】C23C16/515GK203530426SQ201320597102
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】韦学运, 杨思泽 申请人:韦学运