[实用新型]一种涂层刀片生产用装载舟皿

说明书

技术领域

本实用新型涉及涂层刀片生产技术领域，尤其涉及化学气相沉积法生产涂层刀片的装载工具。

背景技术

涂层技术广泛应用于硬质合金数控刀具，是金属切削领域继硬质合金应用后的又一次技术革命。其中化学气相沉积法是广泛使用的刀具涂层技术，其中在刀具上涂覆涂层的过程在热室中完成，其加工原理是将刀具置于热室中，热室内所充满的含有薄膜元素的一种或几种气相化合物、单质气体进行化学反应，在刀具表面上沉积生成一定厚度、具有所需特性的固体薄膜。该生产工艺中，热室内反应气体的浓度、配比以及总流量对沉积生成的涂层性能影响明显，研究发现，在前驱反应气体进入热室流速不变的前提下，刀具与其装载工具的位置关系、体积比、表面积比对刀具涂层质量的控制至关重要，严重影响涂层的涂覆效果。另一方面，所采用的装载工具也制约单炉装料量，进而影响涂层刀片的生产成本。以现有技术中用于生产CVD涂层数控刀片的涂层炉为例，说明该类装置的结构：采用下装料井式炉生产带孔刀片，带孔刀片以垫装方式进行装舟，然后将装料后的舟皿堆垛起来在炉内进行涂层。所采有的装料舟皿多为石墨材料的整体式圆盘结构，上表面内加工切割铣削、孔加工有若干个装载刀片的垫锥锥体、钻若干个用于送入反应气体的通气孔，垫锥与舟皿为一体式结构，如图1、图2所示，在刀片涂层生产过程中，刀片装料完成后，涂层气氛气体从中心气氛输送管输送到各层装料盘，然后经气氛喷射孔进入反应区后，一部分沿径向通过刀片表面后流出，一部分通过料盘通气孔输送到上一层料盘，从而实现对刀片的均匀涂覆。因此装料盘上通气孔与锥体的分布位置、锥体高度以及体积大小应按气体分配工艺要求设计，保证炉内气体的流向以及分布满足工艺要求。

上述整体石墨装料舟皿除加工难度大、本体强度难以满足要求、造价昂贵、不能回收利用等缺点外，在实际生产过程中其结构方面还存在以下问题：

1、这种装料舟皿盘体过厚，垫锥与舟皿盘体固定为一体，且锥体体积大、表面积大、底面积大、用料多、重量大，因此该整体舟皿在炉内所占空间大。因为锥体底面积大，单位面积内的锥体数量和通气孔的开孔率以及孔径均减少，既降低了单层舟皿的装载量，又影响炉内上下盘气氛的输送、以及均匀性，造成涂层生成过程中气氛的无效损耗，从而影响气体反应物在刀片涂层生成过程的利用率。

2、装料过程中，刀片以中心孔套于锥体上的形式搁置，二者高度叠加后总体高度较高，既影响气氛的流通，又使同样的炉内容积前提下所装舟皿的层数减少，降低产能。

3、由于垫锥与料盘是用整块石墨通过铣削加工而成，因此锥体位置与通气孔位置搭配不合理，刀片装载于其上后，刀尖位置很难恰好落到通气孔上方。同时刀片装载于垫锥上以后，由于锥体体积大，刀片下表面被锥体遮挡了一部分，在涂覆过程中，在刀片下表面存在气氛盲区，使涂层在刀片的上下表面产生厚度、颜色差异。

4、由于装料后垫锥与刀片为线接触，接触面大，容易产生涂覆层与垫锥粘结的现象，卸料困难，甚至造成产品报废，合格率较低。

综上所述，现有技术中的化学气相沉积法生产涂层刀片的装载工具及其生产方法需进一步改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种涂层刀片生产用装载舟皿，它能满足化学气相沉积法生产涂层刀片的装载需要，具有装载容量大、加工简单、可重复利用、损耗小的优点，提高刀具涂层加工设备的生产效率和产能。

本实用新型的另一目的在于提供于上述装载舟皿在涂层刀片生产中的应用，可使装载舟皿在涂层刀片生产对涂层生成反应影响小、产品质量稳定。

本实用新型的技术方案是：

一种涂层刀片生产用装载舟皿，其特征在于：所述装载舟皿包括盘形料盘和插接于料盘上表面的若干垫锥；所述的料盘上表面设置有供各垫锥插接的若干垫锥定位孔和分布于定位孔间隙的贯穿通气孔。

上述涂层刀片生产用装载舟皿的使用方法是：将各个垫锥按规则排列的方式插入料盘的各定位孔中固定，料盘上布满垫锥后，将各个待加工的刀片搁置于各垫锥上，装载好所有的刀片后按常规步骤将料盘整体送入炉内，进行涂层生成加工。

本实用新型的有益效果在于：