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机床的传动元件表面进行金刚石涂层的方法

阅读:1017发布:2021-03-12

专利汇可以提供机床的传动元件表面进行金刚石涂层的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 的目的是提供一种提高传动元件使用寿命、硬度及自润滑性能的机床的传动元件表面进行金刚石涂层的方法,包括以下步骤:涂层前的清洗:除油、除蜡、干燥;采用 磁控溅射 真空 离子 镀 膜 机进行涂层操作:将滚珠 丝杠 或直线 导轨 装到镀膜室转架上,调节转速,关闭镀膜室设备 门 ,抽真空,向镀膜室通入氩气,将镀膜室内 温度 加热到110-120℃,开启离子清洗源;清洗完成的滚珠丝杠或 直线导轨 进行 钛 靶打底涂层,将滚珠丝杠或直线导轨置于磁控溅射真空系统中,以金属钛靶为 阴极 ,工作气体为氩气,沉积时间20分钟;通过气体放行对零件进行金刚石涂层的涂层;冷却至室温,出炉。,下面是机床的传动元件表面进行金刚石涂层的方法专利的具体信息内容。

1.一种机床的传动元件表面进行金刚石涂层的方法,针对机床的滚珠丝杠或直线导轨的表面进行金刚石涂层,其特征在于:包括以下步骤:
a)、涂层前的清洗:
除油:将超纯与金属除油剂混合制备成除油混合物,用除油混合物清洗滚珠丝杠或直线导轨表面至没有油污;
除蜡:将超纯水与除蜡清洗剂制备成除蜡混合物,将除蜡混合物加热到80-90℃后,对滚珠丝杠或直线导轨表面进行声波清洗15min,然后再进行超纯水清洗至滚珠丝杠或直线导轨表面没有任何污垢;
干燥:用吹机热风烘干去除滚珠丝杠或直线导轨表面水汽;
b)、采用磁控溅射真空离子膜机进行涂层操作:
b1)、将滚珠丝杠或直线导轨装到镀膜室转架上,调节转速至2.0-3.0r/min,关闭镀膜-3 -3
室设备,抽真空至镀膜室的真空度达到1.35×10 Pa-3.35×10 Pa时,向镀膜室通入氩气以使得镀膜室内压强达到3×10-1Pa-7×10-1Pa时,将镀膜室内温度加热到110-120℃,开启离子清洗源,电压为1800-1900V,产生辉光放电,产生大量氩离子对滚珠丝杠或直线导轨表面进行轰击清洗20min;
b2)、将步骤b1)中清洗完成的滚珠丝杠或直线导轨进行靶打底涂层,将滚珠丝杠或直线导轨置于磁控溅射真空系统中,以金属钛靶为阴极,工作气体为氩气,真空系统中的压为3×10-2Pa,钛靶的电流为50A,偏压为-300V,沉积时间20分钟,工艺过程中,氩气被离化成氩离子,高能量的氩离子轰击钛靶材表面,将表层的钛原子轰离靶材表面,然后沉积到滚珠丝杠或直线导轨上;
b3)、将步骤b2)中处理完成的传动元件通过气体放行对零件进行金刚石涂层,关闭氩气,通入乙炔气体,保持真空度为7×10-1Pa-8×10-1Pa,调节偏压电流为5.0A,通过传感器显示真空系统中绝对真空,磁控溅射发生器自动涂膜,沉积40-60min,得到涂有金刚石薄膜的滚珠丝杠或直线导轨,最终获得厚度为6-8微米厚的金刚石涂层;
b4)、步骤b3)完成后,待镀膜室内的温度冷却至室温,出炉,完成涂层操作。
2.根据权利要求1所述的机床的传动元件表面进行金刚石涂层的方法,其特征在于:步骤a)中,除油:所述除油混合物中超纯水与金属除油剂按体积份数比为1∶(1~2),将除油混合物加热到60-80℃后,采用高压喷淋方式对滚珠丝杠或直线导轨表面清洗15分钟,将喷淋后的滚珠丝杠或直线导轨进行超纯水漂洗至没有油污。

说明书全文

机床的传动元件表面进行金刚石涂层的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及金刚石薄膜涂层技术领域,尤其涉及一种机床的传动元件表面进行金刚石涂层的方法。

背景技术

[0002] 目前,国内外的机床用丝杆导轨及相关产品大多选择各种陶瓷材料作为骨料来制备耐磨涂料,这些耐磨涂料虽然对提高设备、元件的使用寿命方面有所效果,但是远远不能满足市场和行业需求。
[0003] 在滚珠丝杠直线导轨的生产中,对丝杠或导轨只有精磨,但并未增加耐磨性处理,由于机床长期处于运转状态,导致丝杠或导轨的使用寿命较短,且其维修时间多则一年,少则一周,客户需要反复维修和更换磨损丝杠或导轨,大大影响企业的经济效益。为了达到生产商所需的硬度和耐磨性要求,必须对滚珠丝杠或直线导轨表面进行涂层处理,以使滚珠丝杠或直线导轨表面达到所需要的耐摩擦和耐腐蚀性能。
[0004] 有鉴于上述的缺陷,本设计人,积极加以研究创新,以期创设一种机床的传动元件表面进行金刚石涂层的方法,使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

[0005] 为解决上述技术问题,本发明的目的是提供一种提高滚珠丝杠或直线导轨使用寿命、硬度及自润滑性能的机床的传动元件表面进行金刚石涂层的方法。
[0006] 本发明的滚珠丝杠或直线导轨表面进行金刚石涂层的方法,包括包括以下步骤:
[0007] a)、涂层前的清洗:
[0008] 除油:将超纯与金属除油剂混合制备成除油混合物,用除油混合物清洗滚珠丝杠或直线导轨表面至没有油污;
[0009] 除蜡:将超纯水与除蜡清洗剂制备成除蜡混合物,将除蜡混合物加热到80-90℃后,对滚珠丝杠或直线导轨表面进行声波清洗15min,然后再进行超纯水清洗至滚珠丝杠或直线导轨表面没有任何污垢;
[0010] 干燥:用吹机热风烘干去除滚珠丝杠或直线导轨表面水汽;
[0011] b)、采用磁控溅射真空离子膜机进行涂层操作:
[0012] b1)、将滚珠丝杠或直线导轨装到镀膜室转架上,调节转速至2.0-3.0r/min,关闭镀膜室设备,抽真空至镀膜室的真空度达到1.35×10-3Pa-3.35×10-3Pa时,向镀膜室通入氩气以使得镀膜室内压强达到3×10-1Pa-7×10-1Pa时,将镀膜室内温度加热到110-120℃,开启离子清洗源,电压为1800-1900V,产生辉光放电,产生大量氩离子对滚珠丝杠或直线导轨表面进行轰击清洗20min;
[0013] b2)、将步骤b1)中清洗完成的滚珠丝杠或直线导轨进行靶打底涂层,将滚珠丝杠或直线导轨置于磁控溅射真空系统中,以金属钛靶为阴极,工作气体为氩气,真空系统中的压为3×10-2Pa,钛靶的电流为50A,偏压为-300V,沉积时间20分钟,工艺过程中,氩气被离化成氩离子,高能量的氩离子轰击钛靶材表面,将表层的钛原子轰离靶材表面,然后沉积到滚珠丝杠或直线导轨上;
[0014] b3)、将步骤b2)中处理完成的传动元件通过气体放行对零件进行金刚石涂层,关闭氩气,通入乙炔气体,保持真空度为8×10-1Pa-9×10-1Pa,调节偏压电流为5.0A,通过传感器显示真空系统中绝对真空,磁控溅射发生器自动涂膜,沉积40-60min,得到涂有金刚石薄膜的滚珠丝杠或直线导轨,最终获得厚度为6-8微米厚的金刚石涂层;
[0015] b4)、步骤b3)完成后,待镀膜室内的温度冷却至室温,出炉,完成涂层操作。
[0016] 进一步的,步骤a)中,除油:所述除油混合物中超纯水与金属除油剂按体积份数比为1∶(1~2),将除油混合物加热到60-80℃后,采用高压喷淋方式对滚珠丝杠或直线导轨表面清洗15分钟,将喷淋后的滚珠丝杠或直线导轨进行超纯水漂洗至没有油污。
[0017] 借由上述方案,本发明至少具有以下优点:1、金刚石涂层具有超高的硬度及自润滑功能,其表面硬度可达到3500HV,摩擦系数为0.005-0.01;2、本发明主要用于对机床的丝杠和导轨等滚珠丝杠或直线导轨进行表面涂层处理,使得滚珠丝杠或直线导轨的表面具有低摩擦系数、高表面硬度和高耐磨性,大大的提高滚珠丝杠或直线导轨的使用寿命,使用性能是是普通滚珠丝杠或直线导轨的五倍以上,也增强了机床加工精度的长久性;金刚石涂层可用于许多高磨损应用中,如轴承、医疗器械、以及食物和饮料容器。
[0018] 上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。

具体实施方式

[0019] 下面结合实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
[0020] 本发明一较佳实施例所述的一种滚珠丝杠或直线导轨表面进行金刚石涂层的方法,包括包括以下步骤:
[0021] a)、涂层前的清洗:
[0022] 除油:将超纯水与金属除油剂混合制备成除油混合物,用除油混合物清洗滚珠丝杠或直线导轨表面至没有油污;优选的,所述除油混合物中超纯水与金属除油剂按体积份数比为1∶(1~2),将除油混合物加热到60-80℃后,采用高压喷淋方式对滚珠丝杠或直线导轨表面清洗15分钟,将喷淋后的滚珠丝杠或直线导轨进行超纯水鼓泡漂洗至没有油污;
[0023] 除蜡:将超纯水与除蜡清洗剂制备成除蜡混合物,将除蜡混合物加热到80-90℃后,对滚珠丝杠或直线导轨表面进行超声波清洗15min,除蜡混合物可循环清洗滚珠丝杠或直线导轨表面,然后再进行超纯水清洗至滚珠丝杠或直线导轨表面没有任何污垢;
[0024] 干燥:用吹风机热风烘干去除滚珠丝杠或直线导轨表面水汽,热风是温度为常温至200摄氏度的热空气,且为热风循环烘干方式;
[0025] b)、采用磁控溅射真空离子镀膜机进行涂层操作:
[0026] b1)、将滚珠丝杠或直线导轨装到镀膜室转架上,调节转速至2.0-3.0r/min,关闭镀膜室设备门,抽真空至镀膜室的真空度达到1.35×10-3Pa-3.35×10-3Pa时,向镀膜室通入氩气以使得镀膜室内压强达到3×10-1Pa-7×10-1Pa时,将镀膜室内温度加热到110-120℃,开启离子清洗源,电压为1800-1900V,产生辉光放电,产生大量氩离子对滚珠丝杠或直线导轨表面进行轰击清洗20min;
[0027] b2)、将步骤b1)中清洗完成的滚珠丝杠或直线导轨进行钛靶打底涂层,将滚珠丝杠或直线导轨置于磁控溅射真空系统中,以金属钛靶为阴极,工作气体为氩气,真空系统中的压力为3×10-2Pa,钛靶的电流为50A,偏压为-300V,沉积时间20分钟,工艺过程中,氩气被离化成氩离子,高能量的氩离子轰击钛靶材表面,将表层的钛原子轰离靶材表面,然后沉积到滚珠丝杠或直线导轨上;
[0028] b3)、将步骤b2)中处理完成的传动元件通过气体放行对零件进行金刚石涂层,关-1 -1闭氩气,通入乙炔气体,保持真空度为8×10 Pa-9×10 Pa,调节偏压电流为5.0A,通过传感器显示真空系统中绝对真空,磁控溅射发生器自动涂膜,沉积40-60min,得到涂有金刚石薄膜的滚珠丝杠或直线导轨,最终获得厚度为6-8微米厚的金刚石涂层;
[0029] b4)、步骤b3)完成后,待镀膜室内的温度冷却至室温,出炉,完成涂层操作。
[0030] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,并不用于限制本发明,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,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
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