一种刀具的表面硬化方法技术

本发明专利技术公开了一种刀具的表面硬化方法，主要是利用真空溅镀法于固定的压力及温度中将不同比例的钛、硅靶材渐层地被覆于刀具表面，以使被覆于刀具上的硬质薄膜能牢固的附着以及具有较佳的硬度，使能有效提升刀具硬度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及 一 种表面硬化方面的
，尤指 一 种可大幅 降低成本，且并可提升刀具硬度的刀具的表面硬化方法。
技术介绍
一般现有的利用真空溅镀法于刀具表面被覆含钛及硅的硬 质薄膜时，在该真空溅镀的制程中需先利用铝、钛靶材被覆于该 刀具表面，以利用该靶材中的铝作为黏着介质而使钛能与碳钢材 质的刀具表面紧密的结合，然后再利用钛、硅靶材被覆于其外层， 如此便可再藉由钛的结合，而使硅可被紧密牢固的结合，藉此便 可于该刀具表面形成一紧密结合且含有钛、硅的硬质薄膜，以使 得该刀具因此而可具有较佳的硬度。然而，由于上述的真空溅镀需用到大量的铝靶材，而该铝靶 材为氧化铝，该氧化铝的价格非常昂贵，所以相对的该需利用大 量氧化铝来作为真空溅镀的靶材以于刀具表面形成含有钛、硅的 硬质薄膜的表面硬化方法，会使得刀具的成本大幅的提高；而且 就未涂布前刀具不锈钢的基材其表面硬度为1800微克式硬度 (MICRO-HARDNESS),而钛、硅、氧化铝共组而成使其表面具有 3600微克式硬度(MICR0-HARDNESS),唯由1800直接涂层为3600 微克式硬度(MICRO-HARDNESS),在刀具常受高压高热环境下， 极易使差异非常大的二个基层的结合面产生崩解状况，进而使该 被覆的加工无意义，而造成浪费。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足， 提供一种于刀具表面形成硬质薄膜以提升刀具硬度的刀具表面 硬化方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是 一种 刀具的表面硬化方法，主要利用真空溅镀方法于该刀具表面被覆一层硬质薄膜，所述真空溅镀的步骤包括(a )将真空溅镀的温度设定为350°C，真空溅镀的压力设 定为1. 5X10—2mbar，并充入氮气作为镀膜介质，然后以渐进层方式于刀具表面形成该硬质薄膜；(b )使用一钛靶材于刀具表面溅镀约30分钟形成第一层； (c)使用含钛85% 90% 、硅15% 10%的靶材，于该第一层外溅镀约60分钟形成第二层。在另一实施例中更可于该(c)步骤后再施以一 (d)步骤使钛、硅比例为钛77% 82%，硅23% 18%的靶材溅镀被覆于该刀具最外层约120分钟。如此，则更可进一步的提升该刀具的硬度。依照上述a、 b、 c、 d步骤渐进施行时，其表面硬度变化为 a: 1800微克式硬度、b: 2400微克式硬度、c : 3000微克式 硬度、d: 3600微克式硬度。上述c步骤中钛、硅的最佳比例为钛87% ，硅13% 。上 述d步骤中钛、硅的最佳比例为钛80 % ，硅20 % 。上述硬质 薄膜的厚度为3ii m。与现有技术相比，本专利技术的优点是可使钛与碳钢材质的刀 具表面紧密牢固的结合，同时硅亦可藉由钛而紧密牢固的结合于 该刀具表面，因此可使刀具具有较佳硬度，而且于真空溅镀时无 需用到大量的氧化铝，所以亦可大幅降低表面硬化成本。 附图说明图l是本专利技术第一较佳实施例的流程图。 图2是本专利技术第二较佳实施例的流程图。具体实施例方式请参阅图l所示，本专利技术为的第一 较佳实施例的流程图，其主要是利用真空溅镀的方法于该刀具表 面被覆一层硬质薄膜，而该真空溅镀的步骤包括(a )将真空溅镀的温度设定为350°C，将真空溅镀的压力设定为1. 5X10 —2mbar，并充入氮氧作为镀膜介质，然后以渐进 层的方式于刀具表面形成一厚度为3um的硬质薄膜；(b )第一层是使用一钛(Ti)靶材于刀具表面溅镀约30分钟；(c)第二层是使用钛(Ti)、硅(Si)，比例为钛(Ti) 85 % 90%，硅(Si) 15% 10%的靶材，于该第一层外溅镀约60 分钟，而其中该钛(Ti)、硅(Si)的比例以87%的钛(Ti)， 13 %的硅(Si)为最佳；如此于真空溅镀第一层时，可使钛与碳钢材质的刀具表面紧 密牢固的结合，而于真空电镀第二层时，可使硅(Si)藉由钛(Ti)而紧密牢固的结合于该刀具表面，而使该刀具可因此具有较佳的 硬度，而且于真空溅镀时无需用到大量的氧化铝，所以亦可大幅 降低表面硬化的成本。另外请参阅图2所示，为本专利技术的第二较佳实施例的流程图， 其主要是于该第一实施例的(c.) 步骤后再施以一(d)步骤使该第二层外再形成一第三层的被覆，而该第三层是使用钛 (Ti)、硅(Si)比例为钛(Ti) 77% 82%,硅(Si) 23% 18%的靶材，于该第二层外溅镀约120分钟，而其中该钛 (Ti)、硅(Si)的比例以钛(Ti) 80%,硅(Si) 20%为最佳。 综上所述，当知本专利技术具有产业上的利用性及进步性，而且在同类产品中均未见有类似产品或发表而具有新颖性，故已符合专利技术专利申请要件。权利要求1、，主要利用真空溅镀方法于该刀具表面被覆一层硬质薄膜，其特征在于所述真空溅镀的步骤包括(a)将真空溅镀的温度设定为350℃，真空溅镀的压力设定为1.5×10-2mbar，并充入氮气作为镀膜介质，然后以渐进层方式于刀具表面形成该硬质薄膜；(b)使用一钛靶材于刀具表面溅镀约30分钟形成第一层；(c)使用含钛85％～90％、硅15％～10％的靶材，于该第一层外溅镀约60分钟形成第二层。2、 根据权利要求1所述的，其特 征在于所述c步骤中钛、硅的比例为钛87% ，硅13% 。3、 ，主要利用真空溅镀方法于该 刀具表面被覆一层硬质薄膜，其特征在于所述真空溅镀的步骤包括(a )将真空溅镀的温度设定为350°C，真空溅镀的压力设 定为1. 5Xl(r2mbar，并充入氮气作为镀膜介质，然后以渐进层方 式于刀具表面形成该硬质薄膜；(b )使用一钛靶材于刀具表面溅镀约30分钟形成第一层；(c) 使用含钛85% 90% 、硅15% 10%的靶材，于该第 一层外溅镀约60分钟形成第二层；(d) 使用含钛77% 82% ，硅23% 18%的靶材，于该第 二层外溅镀约120分钟形成第三层。4、 根据权利要求3所述的，其特 征在于依照上述a、 b、 c、 d步骤渐进施行时，其表面硬度变 化为a: 1800微克式硬度、b: 2400微克式硬度、c : 3000微 克式硬度、d: 3600微克式硬度。5、 根据权利要求3所述的，其特 征在于所述c步骤中钛、硅的比例为钛87 % ，硅13 % 。6、 根据权利要求3所述的，其特 征在于所述d步骤中钛、硅的比例为钛80%，硅20%。7、 根据权利要求3所述的，其特征在于所述硬质薄膜的厚度为3um。全文摘要本专利技术公开了，主要是利用真空溅镀法于固定的压力及温度中将不同比例的钛、硅靶材渐层地被覆于刀具表面，以使被覆于刀具上的硬质薄膜能牢固的附着以及具有较佳的硬度，使能有效提升刀具硬度。文档编号C23C14/54GK101113515SQ20061010348公开日2008年1月30日 申请日期2006年7月25日 优先权日2006年7月25日专利技术者李协裕 申请人:震虎精密科技股份有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种刀具的表面硬化方法，主要利用真空溅镀方法于该刀具表面被覆一层硬质薄膜，其特征在于：所述真空溅镀的步骤包括：（ａ）将真空溅镀的温度设定为３５０℃，真空溅镀的压力设定为１．５×１０↑［－２］ｍｂａｒ，并充入氮气作为镀膜介质，然后以渐 进层方式于刀具表面形成该硬质薄膜；（ｂ）使用一钛靶材于刀具表面溅镀约３０分钟形成第一层；（ｃ）使用含钛８５％～９０％、硅１５％～１０％的靶材，于该第一层外溅镀约６０分钟形成第二层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李协裕，
申请(专利权)人：震虎精密科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]