[发明专利]一种提高丝锥切削精度和使用寿命的方法

说明书

本发明公开了一种提高丝锥切削精度和使用寿命的方法，首先将丝锥刀缝中的油脂刷掉，然后放入超声波清洗槽，对丝锥进行去油清洗处理，清洗结束后脱水风干后置于真空室；启动一个冷阴极的气体离子源，采用氩离子轰击丝锥表面，然后启动电弧离子源，形成电弧放电，在石墨阴极靶上产生电弧放电，进而在阳极筒内产生碳等离子体；通过一个电极将碳等离子体引出放电室，并经过一个磁场过滤，过滤掉中性和多分子石墨粒子，形成单碳离子流；将单碳离子流通过一个磁透镜聚焦后形成离子束，再通过一个偏转磁场扫描，配合转台将离子束形成一个沉积面，沉积在丝锥上，形成非晶四面体碳涂层。

技术领域

本发明属于离子束材料表面改性和新材料技术领域，具体涉及一种提高丝锥切削精度和使用寿命的方法。

背景技术

近年来，铝合金、不锈钢、钛以及钛合金等有色金属在工业产品中的使用越来越多，但由于这些合金韧度高，加工粘性大，因此加工中会带来一定的困难，比如使刀具粘结，导致断裂，以及破坏表面加工精度，目前市场的镀膜刀具多为氮化物涂层，其有3个明显的缺点，一是涂层厚，一般在3-5微米；二是摩擦系数大，一般在0.4左右；三是表面光洁度不好。

涂层厚会导致锋刃度下降，影响切削精度和光洁度；摩擦系数大导致磨损增加，容易形成在表面的粘滞作用，使用寿命提不上去；表面光洁度不好影响机加工精度的提高。因此，急需寻找到一种硬度高可以在纳米尺度解决问题，不需提高厚度；摩擦系数小，减小磨损；涂层表面光洁度好，提高加工精度的涂层技术。

另外，由于相对于丝锥来说对加工尺寸要求严格，目前常用的氮化物涂层因为较厚，镀膜后会是丝锥的直径加大，产生加工尺寸的改变，即螺孔尺寸加大，与螺母不配，因此市场大部分丝锥是不镀膜的，有部分镀膜丝锥都是刀具厂根据客户需要调整尺寸后生产的，这需要改变丝锥的原有生产尺寸，因此为生产带来麻烦。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高丝锥切削精度和使用寿命的方法，以克服现有技术存在缺陷，本发明制备的纳米级非晶四面体碳涂层较薄，导热性好，耐腐蚀，且表面光洁度高，硬度高，摩擦系数小。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种提高丝锥切削精度和使用寿命的方法，包括以下步骤：

(1)首先将丝锥刀缝中的油脂刷掉，然后放入超声波清洗槽，对丝锥进行去油清洗处理，清洗结束后脱水风干后置于真空室；

(2)待真空达到1×10^-3Pa，启动一个冷阴极的气体离子源，采用氩离子轰击丝锥表面，离子源的放电电压为500V，引出电压为1200V，引出电流为200mA，轰击时间40分钟；

(3)启动电弧离子源，形成电弧放电，电弧离子源阳极筒和阴极靶采用纯度为99.99％以上石墨制备，在石墨阴极靶上产生电弧放电，进而在阳极筒内产生碳等离子体；

(4)通过一个电极将碳等离子体引出放电室，并经过一个磁场过滤，过滤掉中性和多分子石墨粒子，形成单碳离子流；

(5)将单碳离子流通过一个磁透镜聚焦后形成离子束，再通过一个偏转磁场扫描，配合转台将离子束形成一个沉积面，沉积在丝锥上，形成SP³达到75％以上的非晶四面体碳涂层。

进一步地，步骤(1)中利用超声波对丝锥进行去油清洗处理的时间为40分钟。

进一步地，步骤(3)中电弧放电条件为：放电电压120V，放电电流80A。

进一步地，步骤(5)中转台以3r/min的线速度旋转。

进一步地，步骤(5)中形成的非晶四面体碳涂层厚度为300nm。

进一步地，步骤(5)中形成的非晶四面体碳涂层的显微硬度大于75GPa，摩擦系数小于0.1。