[发明专利]一种刀具的表面硬化方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种表面硬化方面的技术领域，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。

背景技术：

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(MICRO-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。

发明内容：

本发明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，本发明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℃，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。

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3μm。

与现有技术相比，本发明的优点是：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1是本发明第一较佳实施例的流程图。

图2是本发明第二较佳实施例的流程图。

具体实施方式：

请参阅图1所示，本发明为一种刀具的表面硬化方法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℃，将真空溅镀的压力设定为1.5×10^-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3μm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。