一种超硬材料镀钛设备及方法技术

本发明专利技术公开了一种超硬材料镀钛设备及方法，它包括炉壳、真空加热室和温控仪，其中，真空加热室设有若干个加热区，每个加热区设有热电偶、调压器，并通过乙醇、丁醇、丙三醇混合粘合剂的作用以及超真空条件下的蒸镀方法，达到了镀钛层均匀，镀钛质量好，蒸镀速度快，蒸镀效率高，能源消耗少的良好效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于超硬材料表面处理
，是。
技术介绍
在公知的超硬材料工具制作技术中，通常在超硬材料的表面镀一层金属钛，通过 化学键合作用有效地提高超硬材料晶体颗粒与其工具基体金属材料的结合强度。通过镀层 对超硬材料的隔离作用，使超硬材料在高温烧结和高温磨削时免受空气和结合剂的侵蚀， 延长工具的使用寿命，提高加工效率。现有技术进行超硬材料镀钛普遍采用的方法是将超 硬材料镀钛晶体颗粒加入钛粉，经机械混合后倒入不锈钢容器，再放入镀钛炉真空室内加 热，使金属钛在蒸发状态下对超硬材料进行镀覆。这种镀钛方法由于设备和工艺方法的限 制，一般单次产量只有数千克拉，不适于规模化生产，成本相对较高、质量较低，其存在的主 要问题是1)由于超硬材料表面光滑，在混料时钛粉不易稳定、均勻地分布于超硬材料的 表面，导致镀钛层厚度不均勻；2)镀钛炉真空室温度梯度大，镀钛产品质量差；3)当镀钛炉 真空室容积较大时抽真空时间长，耗能高，且真空度低，影响镀钛效率和镀钛层与超硬材料 的结合牢度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种镀钛效率高、镀钛层与超硬材料的结合牢、镀钛层均勻 的超硬材料镀钛设备及方法。为实现上述目的本专利技术所采取的技术方案是该镀钛设备包括炉壳、真空加热室 和温控仪，其中，真空加热室设有若干个加热区，每个加热区设有热电偶、调压器。所述真空加热室设有滑阀真空泵和分子真空泵。本专利技术的超硬材料镀钛方法是按以下步骤进行1)制备粘合剂分别取纯度在98%以上的乙醇、纯度在98%以上的丁醇和纯度在 98%以上的丙三醇，按乙醇85 90份、丁醇8 10份、丙三醇3 4份的重量份配比注入 混合容器内搅拌混合均勻，制成液态粘合剂备用；2)制备混合料分别取粘合剂溶液、钛粉和待镀的超硬材料，按粘合剂溶液0. 8 1. 2份、钛粉20 22份、超硬材料100 150份的重量份配比置入混合容器内搅拌混合均 勻，制成混合料备用；3)加热蒸镀将制备的混合料分装入不锈钢桶内，置入所述镀钛设备的真空加热 室内，开启滑阀真空泵和分子真空泵，使真空加热室内的真空度达到10_4Pa，同时加热使温 度升至630°C，保真空保温2小时，释真空并随炉冷却至常温，筛除废钛粉即可。本专利技术的超硬材料镀钛设备及方法，适用于合成金刚石、立方氮化硼等超硬材料 镀钛的工业化规模生产，其有益效果是1)通过对真空加热室的分区检测和控制，克服了真空加热室内温度梯度过大的问 题，从而提高了超硬材料镀钛的蒸镀质量；2)该设备采用滑阀真空泵和分子真空泵两级抽真空，使蒸镀过程的真空度大大提 高，加快了蒸镀速度，提高了蒸镀效率，同时实现了蒸镀温度的降低和能源的节约；3)在蒸镀生产过程中，配加有粘合剂，该粘合剂对超硬材料、钛粉、钢材、镀覆设备 各组件均呈惰性，不仅对镀钛质量及镀钛设备没有任何不良影响，而且加热后无残留，同时 解决了大批量混料的均勻性问题，并使镀钛层均勻性、镀覆效率以及镀覆质量显著提高。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。 具体实施例方式参看图1，本专利技术的镀钛设备是对现有镀钛设备的改进，该设备包括炉壳1、真空 加热室和温控仪6，其中，在真空加热室内设有若干个加热区4，每个加热区4均设有热电偶 5，对每个加热区4的温度进行实时检测，并设有调压器8，用于加热区4内加热温度的控制。 真空加热室连通有滑阀真空泵2和分子真空泵3，能使真空加热室内的真空度大大提高，由 此提高超硬材料的镀钛质量，增强镀钛层与超硬材料晶粒的结合牢度，同时可以降低蒸镀 过程的加热温度，节约能源的消耗，图中标号7为加热元件。下面结合实施例对本专利技术的超 硬材料镀钛方法作进一步说明实施例1超硬材料镀钛方法是首先分别取纯度在98%以上的乙醇、纯度在98%以上的丁 醇和纯度在98%以上的丙三醇，按乙醇85份、丁醇8份、丙三醇3份的重量份配比注入混 合容器内搅拌混合均勻，制成液态粘合剂。然后，分别取粘合剂溶液、钛粉和待镀的超硬材 料，按粘合剂溶液0. 8份、钛粉20份、超硬材料100份的重量份配比置入混合容器内搅拌混 合均勻，在进行混合时，先将超硬材料倒入混合容器内，边搅拌，边流加粘合剂溶液，搅拌均 勻，用粘合剂超硬材料晶体颗粒润湿，再加入钛粉混合均勻，制成混合料，钛粉即均勻粘附 于光滑的超硬材料表面。最后，将制备的混合料分装入数个不锈钢桶内并压实，置入所述镀 钛设备的真空加热室内，开启滑阀真空泵2和分子真空泵3，使真空加热室内的真空度达到 IO-4Pa,同时加热使温度升至630°C，保真空保温2小时，释真空并随炉冷却至常温，筛除废 钛粉即可。其中所配加的粘合剂对超硬材料、钛粉、钢材及所述镀钛设备各组件均呈惰性， 加热后无残留。本方法可解决大批量混料的均勻性问题，并显著提高镀钛层均勻性，提高镀 覆效率和镀覆质量。实施例2本实施例的超硬材料镀钛方法与实施例1基本相同，区别仅在于制备液态粘合 剂时，各组分原料的重量份配比是乙醇87份、丁醇9份、丙三醇3. 5份；制备混合料时，各 组分原料的重量份配比是粘合剂溶液1. 0份、钛粉21份、超硬材料130份。实施例3本实施例的超硬材料镀钛方法与实施例1基本相同，区别仅在于制备液态粘合 剂时，各组分原料的重量份配比是乙醇90份、丁醇10份、丙三醇4份；制备混合料时，各组 分原料的重量份配比是粘合剂溶液1. 2份、钛粉22份、超硬材料150份。权利要求一种超硬材料镀钛设备，该镀钛设备包括炉壳、真空加热室和温控仪，其中，真空加热室设有若干个加热区，每个加热区设有热电偶、调压器。2.根据权利要求1所述的超硬材料镀钛设备，其特征在于所述真空加热室设有滑阀 真空泵和分子真空泵。3.一种用于权利要求1所述超硬材料镀钛设备的超硬材料镀钛方法，其特征在于该 方法是按以下步骤进行1)制备粘合剂分别取纯度在98%以上的乙醇、纯度在98%以上的丁醇和纯度在98% 以上的丙三醇，按乙醇85 90份、丁醇8 10份、丙三醇3 4份的重量份配比注入混合 容器内搅拌混合均勻，制成液态粘合剂备用；2)制备混合料分别取粘合剂溶液、钛粉和待镀的超硬材料，按粘合剂溶液0.8 1. 2 份、钛粉20 22份、超硬材料100 150份的重量份配比置入混合容器内搅拌混合均勻， 制成混合料备用；3)加热蒸镀将制备的混合料分装入不锈钢桶内，置入所述镀钛设备的真空加热室 内，开启滑阀真空泵和分子真空泵，使真空加热室内的真空度达到10_4Pa，同时加热使温度 升至630°C，保真空保温2小时，释真空并随炉冷却至常温，筛除废钛粉即可。全文摘要本专利技术公开了，它包括炉壳、真空加热室和温控仪，其中，真空加热室设有若干个加热区，每个加热区设有热电偶、调压器，并通过乙醇、丁醇、丙三醇混合粘合剂的作用以及超真空条件下的蒸镀方法，达到了镀钛层均匀，镀钛质量好，蒸镀速度快，蒸镀效率高，能源消耗少的良好效果。文档编号B22F1/02GK101885061SQ20101022321公开日2010年11月17日 申请日期2010年7月12日 优先权日2010年7月12日专利技术者卢灿华, 张凤岭 申请人:中南钻石股份有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超硬材料镀钛设备，该镀钛设备包括炉壳、真空加热室和温控仪，其中，真空加热室设有若干个加热区，每个加热区设有热电偶、调压器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢灿华，张凤岭，
申请(专利权)人：中南钻石股份有限公司，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]