[发明专利]一种实现批量刀具自转的化学气相沉积设备及其沉积方法

说明书

本发明涉及的是一种自动化设备，尤其是一种实现批量刀具自转的化学气相沉积设备及其沉积方法。包括驱动电机、底座、反应钟罩、工作台、刀具定位部件和刀具旋转部件；在底座圆周罩有反应钟罩，底座的下部开有贯通底座的进、出气口，底座的侧面设有进、出水口；驱动电机通过支架安装在底座下部；在底座上部中间位置设有工作台，工作台上设有与驱动电机通过转轴相连的刀具旋转部件，刀具旋转部件与刀具定位部件相连；在工作台两侧均设有钼片，在水平相对的两根钼片端部共同装夹有热丝。本发明能对预处理后的大尺寸复杂形状刀具进行CVD沉积，实现每把刀具独立自转，能根据需要处理安装齿轮，保证涂层均匀，显著提高各刀具不同部位生长温度一致性。

技术领域

本发明涉及的是一种自动化设备，尤其是一种实现批量刀具自转的化学气相沉积设备及其沉积方法。

背景技术

化学气相沉积是一种化工技术，主要是利用含有薄膜元素的一种或几种气相化合物或单质、在衬底表面上进行化学反应生成薄膜的方法。

对现有技术的文献检索发现，中国专利申请号03151295.X公开了一种“硬质合金基体复杂形状刀具表面金刚石涂层的制备方法”，以及中国专利CN201110028846.2公开了一种“复杂形状金刚石涂层刀具热丝化学气相沉积批量制备方法”。这两篇文献公开的工艺针对复杂形状的硬质合金刀具基体，采用传统热丝CVD设备对其进行金刚石薄膜沉积。

然而，传统热丝CVD方法在刀具表面生长金刚石过程中为静态沉积，不能保证刀具的沉积温度以及周围气体温度的均匀性，影响刀具各处金刚石薄膜的均匀性，从而影响实际加工效果及刀具使用寿命。

经对现有技术的文献检索发现，中国专利申请号 201610361833 .X公开了一种“振动热丝化学气相沉积设备及在金刚石涂层沉积中的用途”中提到偏心轮振动热丝得到均匀的金刚石涂层，但现有的技术无法保证各个位置的热丝振动幅度相同，会导致各个刀具的自转速度不同，并不能保证刀具在径向刀具涂层的均匀性。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现批量刀具自转的化学气相沉积设备及其沉积方法，采用基于旋转刀具化学气相沉积设备（CVD），对预处理后的大尺寸复杂形状刀具进行CVD沉积，在刀具批量沉积过程中可实现每把刀具的独立自转，显著提高各刀具不同部位的生长温度一致性。

本发明是采取以下技术方案实现的：

实现批量刀具自转的化学气相沉积设备，包括驱动电机、底座、反应钟罩、工作台、刀具定位部件和刀具旋转部件；所述底座为圆形，在底座圆周罩有反应钟罩，底座的下部开有贯通底座的进、出气口，底座的侧面设有进、出水口；在底座中心开有通孔，驱动电机通过支架安装在底座下部；在底座上部中间位置设有工作台，工作台上设有与驱动电机通过转轴相连的刀具旋转部件，刀具旋转部件与刀具定位部件相连；刀具定位部件用于固定待加工刀具，刀具旋转部件用于带动刀具旋转工作；在工作台两侧均设有垂直于工作台并且与刀具定位部件相平行的钼片，在水平相对的两根钼片端部共同装夹有热丝，用于提供反应温度；工作台两侧的钼片分别通过导线与设置在底座底部的正电极以及负电极相连，使用时通过将正电极以及负电极与外部交流电源连接得电；

所述刀具定位部件包括刀具固定座和刀具固定柱，刀具固定座至少设有一个，在刀具固定座中间设有中空的刀具固定柱，刀具固定柱的侧壁开有若干个卡槽，在卡槽内设有弹簧卡爪，用于夹持刀具的刀柄。

所述弹簧卡爪为L形金属爪件，弹簧卡爪斜插入卡槽，弹簧卡爪上端和下端的弹簧分别固定在卡槽壁上，所述弹簧卡爪绕刀具固定柱环向均匀布置至少4个，整体构成弹性夹紧部件。

所述刀具旋转部件包括若干个互相啮合的齿轮，齿轮的中心通过销轴安装在工作台底部；与齿轮的中心相连的销轴穿过工作台后与刀具固定座相连，从而使得刀具固定座能与齿轮同步旋转。

齿轮的个数与刀具固定柱的个数相匹配。