一種涂層刀片生產用裝載舟皿制造技術

一種涂層刀片裝載舟皿,裝載舟皿包括盤形料盤和插接于料盤上表面的若干墊錐;料盤上表面設置有供各墊錐插接的若干墊錐定位孔和分布于定位孔間隙的貫穿通氣孔。分體式的料盤和墊錐可使墊錐整體體積減小，最大限度的消除因裝載工具占用爐內空間過大而在化學氣相沉積反應過程中對氣氛分配、消耗、流動所造成的影響；減小錐體底面積后可增大單層料盤上墊錐的裝載量，降低墊錐裝載刀片后的總體高度可實現增加爐內裝舟層數，充分利用了爐內空間，增加了設備的產能。錐體底面積減小還可增加料盤開孔率，改善了爐內氣體的流動性，提高了刀片涂覆的均勻性、厚度一致性。上述裝載舟皿應用在涂層刀片生產中時對涂層生成反應影響小、產品質量穩定。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及涂層刀片生產
，尤其涉及化學氣相沉積法生產涂層刀片的裝載工具。
技術介紹
涂層技術廣泛應用于硬質合金數控刀具，是金屬切削領域繼硬質合金應用后的又一次技術革命。其中化學氣相沉積法是廣泛使用的刀具涂層技術，其中在刀具上涂覆涂層的過程在熱室中完成，其加工原理是將刀具置于熱室中，熱室內所充滿的含有薄膜元素的一種或幾種氣相化合物、單質氣體進行化學反應，在刀具表面上沉積生成一定厚度、具有所需特性的固體薄膜。該生產工藝中，熱室內反應氣體的濃度、配比以及總流量對沉積生成的涂層性能影響明顯，研究發現，在前驅反應氣體進入熱室流速不變的前提下，刀具與其裝載工具的位置關系、體積比、表面積比對刀具涂層質量的控制至關重要，嚴重影響涂層的涂覆效果。另一方面，所采用的裝載工具也制約單爐裝料量，進而影響涂層刀片的生產成本。以 現有技術中用于生產CVD涂層數控刀片的涂層爐為例，說明該類裝置的結構采用下裝料井式爐生產帶孔刀片，帶孔刀片以墊裝方式進行裝舟，然后將裝料后的舟皿堆垛起來在爐內進行涂層。所采有的裝料舟皿多為石墨材料的整體式圓盤結構，上表面內加工切割銑削、孔加工有若干個裝載刀片的墊錐錐體、鉆若干個用于送入反應氣體的通氣孔，墊錐與舟皿為一體式結構，如圖I、圖2所示，在刀片涂層生產過程中，刀片裝料完成后，涂層氣氛氣體從中心氣氛輸送管輸送到各層裝料盤，然后經氣氛噴射孔進入反應區后，一部分沿徑向通過刀片表面后流出，一部分通過料盤通氣孔輸送到上一層料盤，從而實現對刀片的均勻涂覆。因此裝料盤上通氣孔與錐體的分布位置、錐體高度以及體積大小應按氣體分配工藝要求設計，保證爐內氣體的流向以及分布滿足工藝要求。上述整體石墨裝料舟皿除加工難度大、本體強度難以滿足要求、造價昂貴、不能回收利用等缺點外，在實際生產過程中其結構方面還存在以下問題I、這種裝料舟皿盤體過厚，墊錐與舟皿盤體固定為一體，且錐體體積大、表面積大、底面積大、用料多、重量大，因此該整體舟皿在爐內所占空間大。因為錐體底面積大，單位面積內的錐體數量和通氣孔的開孔率以及孔徑均減少，既降低了單層舟皿的裝載量，又影響爐內上下盤氣氛的輸送、以及均勻性，造成涂層生成過程中氣氛的無效損耗，從而影響氣體反應物在刀片涂層生成過程的利用率。2、裝料過程中，刀片以中心孔套于錐體上的形式擱置，二者高度疊加后總體高度較高，既影響氣氛的流通，又使同樣的爐內容積前提下所裝舟皿的層數減少，降低產能。3、由于墊錐與料盤是用整塊石墨通過銑削加工而成，因此錐體位置與通氣孔位置搭配不合理，刀片裝載于其上后，刀尖位置很難恰好落到通氣孔上方。同時刀片裝載于墊錐上以后，由于錐體體積大，刀片下表面被錐體遮擋了一部分，在涂覆過程中，在刀片下表面存在氣氛盲區，使涂層在刀片的上下表面產生厚度、顏色差異。4、由于裝料后墊錐與刀片為線接觸，接觸面大，容易產生涂覆層與墊錐粘結的現象，卸料困難，甚至造成產品報廢，合格率較低。綜上所述，現有技術中的化學氣相沉積法生產涂層刀片的裝載工具及其生產方法需進一步改進。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種涂層刀片生產用裝載舟皿，它能滿足化學氣相沉積法生產涂層刀片的裝載需要，具有裝載容量大、加工簡單、可重復利用、損耗小的優點，提高刀具涂層加工設備的生產效率和產能。本技術的另一目的在于提供于上述裝載舟皿在涂層刀片生產中的應用，可使裝載舟皿在涂層刀片生產對涂層生成反應影響小、產品質量穩定。本技術的技術方案是一種涂層刀片生產用裝載舟皿，其特征在于所述裝載舟皿包括盤形料盤和插接于料盤上表面的若干墊錐；所述的料盤上表面設置有供各墊錐插接的若干墊錐定位孔和分布于定位孔間隙的貫穿通氣孔。上述涂層刀片生產用裝載舟皿的使用方法是將各個墊錐按規則排列的方式插入料盤的各定位孔中固定，料盤上布滿墊錐后，將各個待加工的刀片擱置于各墊錐上，裝載好所有的刀片后按常規步驟將料盤整體送入爐內，進行涂層生成加工。本技術的有益效果在于由于本技術所提供的涂層刀片生產用裝料舟皿為分體的料盤和墊錐，克服了現有技術中一體式裝載舟皿所存在的缺陷，這種組合式結構可實現墊錐的重復利用，避免因部分墊錐損壞而影響舟皿的整體裝載量。料盤和墊錐的插接結構可使墊錐整體體積減小，最大限度的消除因裝載工具占用爐內空間過大而在化學氣相沉積反應過程中對氣氛分配、消耗、流動所造成的影響；通過減小錐體底面積，可增大單層料盤上墊錐的裝載量，通過降低墊錐裝載刀具后的總體高度可實現增加爐內裝舟層數，充分利用了爐內空間，增加了設備的產能。同時錐體底面積的大大減小也可增加料盤的開孔率，改善了爐內的氣體的流動性，提高了刀片涂覆的均勻性以及厚度一致性。本技術的裝載舟皿應用于采用化學氣相沉積法在涂層爐中生產涂層刀片，實現了料盤上表面所裝刀片數量最多化、爐內裝舟最大化，氣氛連通最優化；優化刀片的墊裝高度，提高氣氛流通性。克服了整體裝料舟皿造價過于昂貴等缺點，實現產品質量提升、產能提高以及生產成本的降低。作為對本技術的進一步改進，所述墊錐為對稱的立體形十字結構，所述墊錐上部直立柱為刀片穿插立柱，所述墊錐向左右伸出的水平桿體為刀片承載體，所述墊錐下部直立柱為用于與料盤插接的定位楔。作為對本技術的進一步改進，所述的水平桿體在垂直方向的厚度自遠端向中心逐漸線性加大，使左右兩邊的刀片承載體上表面分別對稱地與垂直線成α夾角；所述刀片穿插立柱在水平方向的寬度自上而下逐漸線性加大，使兩側面的上段對稱地與垂直線成β夾角。作為對本技術的進一步改進，所述墊錐的寬度A為5mm < A < 20mm,所述墊錐的高度B為8mm < B < 20mm,所述墊錐的厚度D為Imm < D < 5mm,所述夾角α為50° ( α <90°，所述夾角β為O。( β <45°，所述刀片穿插立柱根部寬度C為Imm ^ C ^ 5mm,所述刀片穿插立柱斜面下邊線與所述墊錐底部的高度E為3mm ^ E ^ 6mm,所述水平桿體8遠端頂部與墊錐2底部的高度F為4_ ^ F ^ IOmm,所述墊錐定位楔的高度G為2_ ^ G ^ 5mm,所述定位楔的底面積H*D為Imm2 ^ H*D ^ 5mm2。作為對本技術的進一步改進，所述墊錐的材質為硬質合金。作為對本技術的進一步改進,所述料盤的厚度為3mm—6mm,所述料盤的直徑為375mm時，所述定位孔的數量為200——500個。作為對本技術的進一步改進，所述200—500個定位孔在料盤I表面的坐標X、Y方向上成行成列排列，任意定位孔在X方向上與相鄰定位孔的中心距為15mm—29mm,在Y方向上與相鄰定位孔的中心距為20—35mm ；所述通氣孔均勻分布于各定位孔的間隙，所述通氣孔在X方向和/或Y方向上均位于兩相鄰定位孔的對稱中心，所述通氣孔是直徑為10mm-15mm的圓孔。作為對本技術的進一步改進，所述200— 500個定位孔在料盤表面的坐標X、Y方向上成行成列排列，任意定位孔在X方向上與相鄰定位孔的中心距為Ilmm — 22mm，在Y方向上與相鄰定位孔的中心距為25mm—40mm ；所述通氣孔均勻分布于各定位孔的間隙，所述通氣孔在X方向和/或Y方向上均位于兩相鄰定位孔的對稱中本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種涂層刀片生產用裝載舟皿，其特征在于：所述裝載舟皿包括盤形料盤和插接于料盤上表面的若干墊錐；所述的料盤上表面設置有供各墊錐插接的若干墊錐定位孔和分布于定位孔間隙的貫穿通氣孔。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王以任，尹江華，鄧劍，袁美和，譚文清，黃立，熊平，
申請(專利權)人：株洲歐科億硬質合金有限公司，
類型：實用新型
國別省市：