一种用于彩钢针PVD涂层的检测装置以及PVD涂层工艺 |
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| 申请号 | CN202311513467.1 | 申请日 | 2023-11-14 | 公开(公告)号 | CN117470635B | 公开(公告)日 | 2024-05-07 |
| 申请人 | 无锡佳健医疗器械股份有限公司; | 发明人 | 王文清; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种用于彩 钢 针PVD涂层的检测装置以及PVD 涂层工艺 ，包括底座，所述底座上端中部开设有从动槽，所述从动槽内滑动连接有从动板，所述底座上端远离从动板的一侧设置有检测组件，所述底座上端固定连接有用于放置彩钢针的进料仓；PVD涂层工艺步骤为：S1：先把装好的针灸 弹簧 挂放进设备空腔内，设置炉内的加热 温度 后，抽 真空 到基材所需的压 力 ；S2:开始进入 镀 膜 沉积流程，充入反应气体并打开脉冲 偏压 后，表面产生 电弧 发电，生成 等离子体 ，沉积在基体金属表面，反应溅射持续稳定进行；S3：待成膜时间到后关闭电源和偏压，等待温度降低后放气出炉，出炉后用色差仪测试试片 颜色 值比对。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于彩钢针PVD涂层的检测装置，包括底座，其特征在于，所述底座上端中部开设有从动槽，所述从动槽内滑动连接有从动板，所述底座上端远离从动板的一侧设置有检测组件，所述底座上端固定连接有用于放置彩钢针的进料仓，所述进料仓设置于从动板与检测组件之间，所述从动板靠近进料仓的一侧固定连接有推杆，所述底座内腔中部设置有用于驱动从动板水平移动的驱动件，当所述驱动件的输出端逆时针转动时，会带动从动板朝着检测组件所在方向水平移动，所述从动板为“T”字型，所述从动板下部与从动槽远离检测组件的一侧通过第一弹簧弹性连接，所述从动板上端一侧固定连接有第二挡板，所述进料仓靠近从动槽的一侧设置有第一挡板，所述第一挡板下端与底座固定连接，所述检测组件包括壳体，所述壳体内腔侧壁固定连接有若干对称的L型杆，所述L型杆由水平板和垂直板所组成，所述垂直板远离水平板的一端靠近进料仓的一侧固定连接有T型块，所述水平板远离垂直板的一侧固定连接平衡杆，所述平衡杆和垂直板远离水平板的一端共同滑动连接有U型板，所述U型板靠近垂直板的一侧开设有配合T型块使用的T型槽，所述U型板和L型杆之间共同固定连接有对称的第二弹簧，所述U型板外壁靠近进料仓的一侧开设有第一斜面，所述推杆的长度大于U型板的宽度。 |
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| 说明书全文 | 一种用于彩钢针PVD涂层的检测装置以及PVD涂层工艺技术领域[0001] 本发明涉及PVD涂层检测技术领域，具体是一种用于彩钢针PVD涂层的检测装置以及PVD涂层工艺。 背景技术[0002] PVD是英文(Physical Vapor Deposition)的缩写，中文的意思“物理气象沉积”是指在真空条件下，用物理方法使材料沉积在被镀工件表面上的薄膜制备技术，PVD的方法也就是经由直接的传质将所需体沉积的物理材料传递至基材表面，溅射沉积是指在一定的真空条件下在靶材表面产生辉光放电，同时产生高能离子或中性原子来碰撞靶材，通过动能的传递导致某些物料从靶材表面溅射出来。 [0003] 如中国专利公开号CN216771020U本实用新型涉及PVD涂层检测装置技术领域，具体公开了一种调节结构及模具PVD涂层强度检测装置，所述工作台上固定设置有第一支撑板、第二支撑板，并且第一支撑板中贯穿设置有转轴，第二支撑板中插接设置有插轴，转轴的一端固定设置在框体的一侧，插轴固定设置在框体的另一侧，框体的内侧壁对称固定设置有伸缩控制杆，伸缩控制杆的一端固定设置有夹板。 [0004] 该方案中通过伸缩控制杆和夹板来固定工件后，对工件表面的PVD涂层进行强度检测，虽然夹板配合伸缩控制杆可以适配多尺寸的工件，但是一次只能对工件一个面的涂层进行检测，对于圆柱形工件或者多面体工件则需要多次调节固定才能将工件表面全部检测到，操作步骤较为繁琐。 发明内容[0005] 本发明的目的在于提供一种用于彩钢针PVD涂层的检测装置以及PVD涂层工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。 [0006] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案： [0007] 一种用于彩钢针PVD涂层的检测装置，包括底座，所述底座上端中部开设有从动槽，所述从动槽内滑动连接有从动板，所述底座上端远离从动板的一侧设置有检测组件，所述底座上端固定连接有用于放置彩钢针的进料仓，所述进料仓设置于从动板与检测组件之间，所述从动板靠近进料仓的一侧固定连接有推杆，所述底座内腔中部设置有用于驱动从动板水平移动的驱动件，当所述驱动件的输出端逆时针转动时，会带动从动板朝着检测组件所在方向水平移动。 [0008] 作为本发明进一步的方案：所述从动板为“T”字型，所述从动板下部与从动槽远离检测组件的一侧通过第一弹簧弹性连接，所述从动板上端一侧固定连接有第二挡板，所述进料仓靠近从动槽的一侧设置有第一挡板，所述第一挡板下端与底座固定连接。 [0009] 作为本发明进一步的方案：所述驱动件包括驱动马达，所述底座内部开设有用于安装驱动件的空腔，所述驱动马达下端固定连接于空腔的底部，所述驱动马达输出端与空腔侧壁转动连接，所述驱动马达输出端外壁固定连接有不完全齿轮，所述不完全齿轮靠近进料仓的一侧设置有辊轴，所述辊轴与空腔侧壁转动连接，所述辊轴外壁固定连接有从动齿轮，所述从动齿轮与不完全齿轮相啮合，所述辊轴外壁缠绕有绳子，所述绳子远离辊轴的一端固定连接于从动板下部靠近进料仓的一侧。 [0010] 作为本发明进一步的方案：所述检测组件包括壳体，所述壳体内腔侧壁固定连接有若干对称的L型杆，所述L型杆由水平板和垂直板所组成，所述垂直板远离水平板的一端靠近进料仓的一侧固定连接有T型块，所述水平板远离垂直板的一侧固定连接平衡杆，所述平衡杆和垂直板远离水平板的一端共同滑动连接有U型板，所述U型板靠近垂直板的一侧开设有配合T型块使用的T型槽，所述U型板和L型杆之间共同固定连接有对称的第二弹簧，所述U型板外壁靠近进料仓的一侧开设有第一斜面，所述推杆的长度大于U型板的宽度。 [0011] 作为本发明进一步的方案：所述壳体外壁设置用于调节U型板与L型杆之间距离的调节机构，所述调节机构包括对称的套环，对称的所述套环之间共同固定连接有若干固定杆，对称的所述套环均与壳体转动连接，所述壳体外壁开设有配合套环使用的环槽，所述水平板下端中部滑动连接有外壳，所述外壳远离水平板的一端与U型板固定连接，所述外壳远离U型板的一端侧壁开设有对称的斜槽，所述对称的套环之间靠近进料仓的一侧固定连接有对称的从动杆。 [0012] 作为本发明进一步的方案：所述壳体外壁开设有凹槽，所述凹槽与外壳的尺寸相匹配，所述外壳滑动连接于凹槽内，所述靠近进料仓的外壳内腔下部固定连接有安装板，所述安装板下端固定连接有若干斜板，所述斜板朝向U型板所在方向倾斜，所述斜板下端所在平面与外壳下端所在平面相重合，所述凹槽下方开设有滑槽，所述滑槽内滑动连接有滑板。 [0013] 作为本发明进一步的方案：所述滑板与滑槽内腔靠近U型板的一侧之间通过第三弹簧弹性连接，所述滑槽和凹槽之间开设有移动槽，所述移动槽内垂直滑动连接有移动块，所述移动块下部靠近套环的一侧开设有第二斜面，所述滑板靠近U型板的一侧开设有第三斜面，所述第二斜面与第三斜面相贴合，所述套环内腔开设有弧形槽，所述滑板远离移动块的一端与弧形槽内腔底部滑动贴合。 [0014] 作为本发明进一步的方案：所述移动块内腔上部靠近L型杆的一侧转动连接有卡键，所述卡键与移动块内腔靠近滑板的一侧通过第三弹簧弹性连接，所述移动块内腔上端靠近L型杆的一侧固定连接有第三挡板，位于靠近所述进料仓所在方向的卡键侧壁中部固定连接有拉绳，所述拉绳远离卡键的一端穿过移动块中部并固定连接有拉环。 [0015] 作为本发明进一步的方案：所述从动杆到外壳之间的垂直距离大于弧形槽内腔的垂直距离，所述斜板下端所在平面与外壳下端所在平面相重合，所述卡键顶端到移动块底端的垂直距离小于移动槽的高度。 [0016] 一种用于彩钢针的PVD涂层工艺，包括以下步骤：首先把装好的针灸弹簧每挂放进设备空腔内，设置炉内的加热温度后，抽真空到基材所需的压力时，开始进入镀膜沉积流程，充入反应气体并打开脉冲偏压后，表面产生电弧发电，生成等离子体，沉积在基体金属表面，反应溅射稳定进行，成膜时间到后关闭电源和偏压，等待温度降低后放气出炉，出炉后用色差仪测试试片颜色值比对。 [0017] 与现有技术相比，本发明的有益效果是： [0018] 通过设置驱动件、第二挡板和推杆可以将彩钢针推向检测组件对其表面的PVD涂层进行强度检测时，还可以避免进料仓内后续的彩钢针滚落到从动槽的上方从而阻碍从动板的复位，通过设置多组弹性连接的U型板与L型板，在适配不同尺寸的彩钢针时还可以给予彩钢针表面涂层一定的压力，可以使彩钢针表面涂层得到充分的测试，在彩钢针完全通过U型板后观察其表面涂层是否有划痕即可判断强度是否合格，面对针尖与彩钢针中心位置不重合的样品时，通过转动套环从而通过从动杆和斜槽来带动外壳水平移动，从而使U型板靠近L型杆，并通过卡键和斜板配合进行及时的限位，则可以避免针尖插入U型板内从而导致彩钢针弯曲。附图说明 [0019] 图1为本发明的整体结构示意图。 [0020] 图2为本发明中底座的结构示意图。 [0021] 图3为本发明中驱动件的结构示意图。 [0022] 图4为本发明中检测组件的结构示意图。 [0023] 图5为本发明中U型板的结构示意图。 [0024] 图6为本发明中壳体的结构示意图。 [0025] 图7为本发明图6中A区的结构示意图。 [0026] 图8为本发明中外壳的结构示意图。 [0027] 图9为本发明中套环的结构示意图。 [0028] 图10为本发明图9中B区的结构示意图。 [0029] 图11为本发明中移动块的内部结构示意图。 [0030] 图中：1、底座；2、进料仓；3、第一挡板；4、第二挡板；5、从动板；6、推杆；7、滑板；8、检测组件；81、壳体；82、U型板；83、L型杆；84、平衡杆；85、T型块；86、T型槽；9、调节机构；91、套环；92、外壳；93、斜槽；94、安装板；95、斜板；10、驱动件；101、驱动马达；102、不完全齿轮；103、从动齿轮；104、绳子；105、辊轴；11、从动槽；12、从动杆；13、固定杆；14、凹槽；15、滑槽； 16、弧形槽；17、移动块；18、卡键；19、第三挡板；20、拉绳。 具体实施方式[0031] 请参阅图1‑2，本发明实施例中，一种用于彩钢针PVD涂层的检测装置，包括底座1，底座1上端中部开设有从动槽11，从动槽11内滑动连接有从动板5，底座1上端远离从动板5的一侧设置有检测组件8，从动板5为“T”字型，从动板5下部与从动槽11远离检测组件8的一侧通过第一弹簧弹性连接，从动板5上端一侧固定连接有第二挡板4，底座1上端固定连接有用于放置彩钢针的进料仓2，彩钢针经过PVD镀膜后放置在进料仓2内等待检测膜的强度，PVD是英文(Physical Vapor Deposition)的缩写，中文的意思“物理气象沉积”是指在真空条件下，用物理方法使材料沉积在被镀工件表面上的薄膜制备技术，进料仓2设置于从动板5与检测组件8之间，进料仓2为倾斜状态，即进料仓2与底座1上端面之间存在夹角且夹角为锐角，进料仓2靠近从动槽11的一侧设置有第一挡板3，第一挡板3下端与底座1固定连接，通过倾斜的进料仓2即可使彩钢针朝向第一挡板3所在方向滚动并与第一挡板3接触，从动板5靠近进料仓2的一侧固定连接有推杆6，底座1内腔中部设置有用于驱动从动板5水平移动的驱动件10，当驱动件10的输出端逆时针转动时，会带动从动板5朝着检测组件8所在方向水平移动。 [0032] 请参阅图3，驱动件10包括驱动马达101，底座1内部开设有用于安装驱动件10的空腔，驱动马达101下端固定连接于空腔的底部，驱动马达101的输出端与空腔侧壁转动连接，驱动马达101输出端外壁固定连接有不完全齿轮102，不完全齿轮102靠近进料仓2的一侧设置有辊轴105，辊轴105与空腔侧壁转动连接，辊轴105外壁固定连接有从动齿轮103，从动齿轮103与不完全齿轮102相啮合，辊轴105外壁缠绕有绳子104，绳子104远离辊轴105的一端固定连接于从动板5下部靠近进料仓2的一侧，当驱动马达101带动不完全齿轮102逆时针转动时，不完全齿轮102带动从动齿轮103顺时针转动从而带动辊轴105同步顺时针转动，从而不断的将绳子104绕卷在辊轴105外壁，从而拉动从动板5沿着从动槽11不断的朝着检测组件8所在方向水平移动，从而通过推杆6推动彩钢针不断靠近检测组件8，进而对彩钢针外壁的PVD涂层的强度进行检测，随着不完全齿轮102的转动，当不完全齿轮102的缺口与从动齿轮103接触时，此时不完全齿轮102失去了驱动从动齿轮103的能力，在第一弹簧的作用下，从动板5会自动远离检测组件8而回到初始位置，第一挡板3可以使彩钢针的位置与推杆6位于同一竖直平面，通过设置第二挡板4则可以避免在推杆6随着从动板5复位的过程中，位于进料仓2内的彩钢针滚落而移动至从动槽11的上方而对从动板5的复位产生影响，通过设置不完全齿轮102既可以使从动板5快速复位，也可以使工作人员有足够的时间将在滚动的过程中发生倾斜的彩钢针及时的调整其位置，连续不断的补充进料仓2内的彩钢针即可完成持续作业。 [0033] 请参阅图4‑7，检测组件8包括壳体81，壳体81内腔侧壁固定连接有若干对称的L型杆83，L型杆83由水平板和垂直板所组成，垂直板远离水平板的一端靠近进料仓2的一侧固定连接有T型块85，水平板远离垂直板的一侧固定连接平衡杆84，平衡杆84和垂直板远离水平板的一端共同滑动连接有U型板82，U型板82靠近垂直板的一侧开设有配合T型块85使用的T型槽86，U型板82和L型杆83之间共同固定连接有对称的第二弹簧，U型板82外壁靠近进料仓2的一侧开设有第一斜面，第一斜面为朝向L型杆83所在方向倾斜的面，当彩钢针被推杆6推动朝向U型板82靠近并与其接触时，通过开设第一斜面则可以避免彩钢针的针尖插入到U型板82的侧壁，从而导致彩钢针受力发生弯曲，通过设置与L型杆83弹性连接的U型板82既可以适配多种彩钢针的尺寸同时也可以给予彩钢针外壁一定的压力，从而使彩钢针外壁的PVD涂层受到一定强度的摩擦，从而检测出彩钢针外壁的PVD涂层的强度是否合格，从而确保彩钢针可以完全通过U型板82而不会被U型板82所夹持。 [0034] 请参阅图8‑10，由于彩钢针不仅只有尺寸会有变化，一些彩钢针的针尖位置并不与针筒的中心位置位于同一竖直平面，而位于针筒的侧壁，这种彩钢针在与第二挡板4接触后，其针尖就无法与壳体81的圆心位置相重合，即使U型板82上开设有第一斜面也可能无法避免针尖插入U型板82侧壁而发生弯曲的情况发生，为了避免这一情况的发生，在壳体81外壁设置用于调节U型板82与L型杆83之间距离的调节机构9，调节机构9包括对称的套环91，对称的套环91之间共同固定连接有若干固定杆13，通过固定杆13则可以将对称的套环91固定连接，对称的套环91均与壳体81转动连接，壳体81外壁开设有配合套环91使用的环槽，水平板下端中部滑动连接有外壳92，外壳92远离水平板的一端与U型板82固定连接，外壳92远离U型板82的一端侧壁开设有对称的斜槽93，斜槽93为朝向套环91所在方向倾斜的槽，对称的套环91之间固定连接有对称的从动杆12，从动杆12圆心位置到壳体81圆心位置的距离，与斜槽93远离U型板82的一端中心位置到壳体81圆心位置的距离相等，壳体81外壁开设有凹槽14，凹槽14与外壳92的尺寸相匹配，外壳92滑动连接于凹槽14内，靠近进料仓2的外壳92内腔下部固定连接有安装板94，安装板94下端固定连接有若干斜板95，当外壳92位置保持固定时，若是从动杆12随着套环91逆时针转动时，从动杆12会逐渐的靠近外壳92，从动杆 12也会从斜槽93远离斜U型板82的一端进入斜槽93，从而通过斜槽93驱动外壳92水平移动，进而带动U型板82靠近L型杆83，斜板95为朝向U型板82所在方向倾斜的板，斜板95下端所在平面与外壳92下端所在平面相重合，凹槽14下方开设有滑槽15，滑槽15内滑动连接有滑板 7，滑板7与滑槽15内腔靠近U型板82的一侧之间通过第三弹簧弹性连接，滑槽15和凹槽14之间开设有移动槽，移动槽内垂直滑动连接有移动块17，移动块17下部靠近套环91的一侧开设有第二斜面，滑板7靠近U型板82的一侧开设有第三斜面，第二斜面与第三斜面相贴合，套环91内腔开设有弧形槽16，滑板7远离移动块17的一端与弧形槽16内腔底部滑动贴合，当套环91顺时针转动时，弧形槽16会推动滑板7水平移动，从而通过第三斜面将移动块17顶起。 [0035] 请参阅图11，移动块17内腔上部靠近L型杆83的一侧转动连接有卡键18，卡键18与移动块17内腔靠近滑板7的一侧通过第三弹簧弹性连接，移动块17内腔上端靠近L型杆83的一侧固定连接有第三挡板19，第三挡板19可以限制卡键18的倾斜角度，当移动块17下端面与滑槽15内腔底部相贴合时，此时卡键18顶端所在平面低于凹槽14内腔底部所在平面，即卡键18不会与斜板95接触，外壳92的水平移动不会受到限制，从动杆12到外壳92之间的垂直距离大于弧形槽16内腔的垂直距离，即当滑板7完全将移动跨顶起后，即卡键18位于相邻的斜板95之间后，从动杆12才会与斜槽93接触从而驱动外壳92带动U型板82靠近L型杆83，在这一过程中，斜板95也会随着外壳92水平移动，此时卡键18在与斜板95接触时，卡键18会顺时针转动从而不会阻碍斜板95的移动，在卡键18回弹并转动至初始位置时，此时在第三挡板19的阻挡作用下，卡键18无法继续逆时针转动从而会通过限制斜板95水平移动而对外壳92的位置进行限位固定，位于靠近进料仓2所在方向的卡键18侧壁中部固定连接有拉绳20，拉绳20远离卡键18的一端穿过移动块17中部并固定连接有拉环，在需要接触卡键18对外壳92的限位时，只需要通过拉环拉动拉绳20来驱动卡键18顺时针转动，从而远离斜板95即可接触对斜板95的限位作用，在第二弹簧的回弹作用下，U型板82会带动外壳92复位，斜槽93水平移动也会通过从动杆12驱动套环91逆时针转动，在套环91逆时针转动的过程中，弧形槽16也逐渐靠近滑板7，直至滑板7下端再次与弧形槽16内腔底部相贴合，此时移动块 17也会和卡键18同步下移至滑槽15底部。 [0036] 一种用于彩钢针PVD涂层工艺，PVD涂层工艺选用靶向材料，首先把装好的针灸弹簧每挂放进设备空腔内，设置炉内的加热温度后，抽真空到基材所需的压力时，开始进入镀膜沉积流程，充入反应气体并打开脉冲偏压后，表面产生电弧发电，生成等离子体，沉积在基体金属表面，反应溅射稳定进行，成膜时间到后关闭电源和偏压，等待温度降低后放气出炉，出炉后用色差仪测试试片颜色值比对。 [0037] 当需要获得黑色PVD涂层时，选用铬靶(Cr)，首先把装好的针灸弹簧每挂放进设备空腔内，设置炉内加热温度为120℃，35分钟真空抽到基材所需的压力10*‑2Pa时，开始进入镀膜沉积流程，按比例充入Ar和C2H2(即当充入200‑260cc的Ar时，就需要充入450cc的C2H2)作为反应气体，反应气体与设备内的材料Cr做出物理反应，沉积时间为2.5‑3h，脉冲偏压50‑120V,按比例回调20‑75％，MSB中频磁控溅射电源，电流为22/25A,比例50％‑80％可调； 表面产生电弧发电，生成等离子体，沉积在基体金属表面，反应溅射稳定进行，成膜时间到后关闭电源和偏压，等到温度降底到80℃后，放气出炉，出炉后用色差仪测试试片颜色值比对，采用黑色镀膜工艺的PVD膜厚在0.2‑0.5μm。 [0038] 当需要获得金色PVD涂层时，选用钛靶(Ti)，把装好的针灸弹簧每挂放进设备空腔内，设置炉内加热温度为120℃，25分钟真空抽到基材所需的压力10*‑2Pa时，开始进入镀膜沉积流程，按比例充入Ar和N2(即当充入200‑250cc的Ar时，就需要充入660cc的N2)作为反应气体，反应气体与设备内的材料Ti做出物理反应，沉积时间为6‑10分钟，脉冲偏压50‑100V,按比例回调20‑75％，表面产生电弧发电，生成等离子体，沉积在基体金属表面，反应溅射稳定进行，成膜时间到后关闭电源和偏压，等到温度降底到80℃后，放气出炉，出炉后用色差仪测试试片颜色值比对，采用金色镀膜工艺的PVD膜厚正常在0.2‑0.3μm。 [0039] 当需要获得幻彩色PVD涂层时，选用钛靶(Ti)，首先把装好的针灸弹簧每挂放进设备空腔内，设置炉内加热温度we120℃，20分钟真空抽到基材所需的压力时,开始进入镀膜沉积流程，按比例充入Ar和O2(即当充入200‑250cc的Ar时，就需要充入450cc的O2)作为反应气体，反应气体与设备内的材料Ti做出物理反应,沉积时间为8‑16分钟,脉冲偏压50‑100V,按比例回调20‑75％，表面产生电弧发电，生成等离子体，沉积在基体金属表面，反应溅射稳定进行，成膜时间到后关闭电源和偏压，等到温度降底到80℃后，放气出炉,出炉后用色差仪测试试片颜色值比对,采用幻彩色镀膜工艺的PVD膜厚在0.2‑0.3μm。 |
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