[发明专利]一种带锯条表面涂层的制备装置及制备方法

说明书

本发明公开了一种带锯条表面涂层的制备装置及制备方法，该装置包括脉冲电源、沉积箱、设于沉积箱下端的超声波震荡器、与沉积箱连通的惰性气体储存罐，以及两个可周向旋转的卷筒；两个卷筒分设于沉积箱的两侧，两个卷筒用于张紧带锯条，带锯条可在卷筒的旋转带动下在两个卷筒之间往复运动；沉积箱中设涂层粉末，所述沉积箱设有可供带锯条的锯齿部穿过的通道。带锯条与脉冲电源正极电连接，沉积箱与脉冲电源负极电连接。本发明采用电火花沉积涂层，涂层与基底材料之间为冶金结合，涂层的结合力强，涂层耐用度高。

技术领域

本发明涉及锯条涂层技术领域，具体涉及一种带锯条表面涂层的制备装置及制备方法。

背景技术

带锯条在进行高速切削金属工件材料时，会有大量的切削热产生，造成锯齿软化，影响锯齿的性能。此外在切削难加工材料时，锯齿易出现崩刃、磨损严重等现象。这将严重影响锯切加工效率和质量，并且增大成本。刀具涂层技术可大幅度地提高切削刀具的综合性能，可有效地改善刀具耐高温、耐磨损等性能，并已得到广泛的应用。

目前制备带锯条涂层的方法主要有：(1)物理气相沉积，通过将靶材表面进行气化(气化的方法有真空法、磁控溅射和离子镀膜)；真空法是采用高温、真空环境下靶材的升华实现；磁控溅射是通过磁场下离子轰击靶材表面实现；离子镀膜法是通过气体放电后离子轰击靶材表面实现。将气化后的原子往工件方向进行定向输运。气化后的原子沉积于工件表面，从而形成所需的薄膜。(2)电镀工艺，利用电化学沉积的原理，工件接电源阴极，电镀液中的金属阳离子沉积在工件表面，从而形成镀层。

现有带锯条涂层制备的工艺中主要存在以下几个方面的不足：(1)物理气相沉积，工序繁琐、生产效率低、成本高。而带锯条为大尺度产品，因此从效率以及成本方面考虑，物理气相沉积技术并不适用于带锯条表面涂层的制备。(2)电镀工艺，虽然电镀工艺步骤简单、效率快，只需选择合适的电液就能实现涂层电化学沉积。但是电化学沉积，沉积的涂层与基底材料不属于冶金结合。而带锯条在高速切削的过程中产生的高温以及摩擦等作用，电化学沉积的涂层极易脱落。从涂层质量以及耐用度方面考虑，电镀涂层工艺同样不适合带锯条涂层的制备。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种带锯条表面涂层的制备装置及制备方法，能高效、便捷且低成本制备耐用度高的带锯条表面涂层。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种带锯条表面涂层的制备装置，包括脉冲电源、沉积箱、超声波震荡器、惰性气体储存罐，以及两个可周向旋转的卷筒，所述超声波震荡器设于沉积箱的下端，所述惰性气体储存罐通过管道与沉积箱的沉积箱连通；两个卷筒分设于沉积箱的两侧，两个卷筒用于张紧带锯条，所述带锯条可在卷筒的旋转带动下在两个卷筒之间往复运动；所述沉积箱中设有涂层粉末，所述沉积箱设有可供带锯条的锯齿部穿过的通道；所述沉积箱为导电体，所述带锯条与脉冲电源的正极电连接，所述沉积箱与脉冲电源的负极电连接。

本装置实现带锯条表面涂层制备的原理为：带锯条在卷筒的拉动作用下开始运动，涂层金属粉末颗粒在超声振动的作用下，均匀分布在沉积腔室内。当脉冲电源供电时，惰性气体罐向沉积腔室内通入保护气体，靠近带锯条锯齿表面的金属粉末颗粒之间产生电火花放电，火花放电产生的高温使得熔融的涂层金属粉末颗粒沉积在带锯条锯齿表面。

同时调整电源电参数以及通过控制系统改变卷筒的运动速度，可调整涂层的沉积厚度以及致密性等参数。因此，带锯条只需通过卷筒带动，同时配合沉积腔室就能高效实现带锯条锯齿表面涂层的制备。

作为上述技术方案的进一步改进：

作为带锯条张紧的一种方式，两个卷筒分别用于卷绕带锯条的两端以使带锯条张紧于两个卷筒之间，其中一个卷筒或两个卷筒周向旋转时可带动所述带锯条从其中一个卷筒上松开且卷绕至另一卷筒上。

作为带锯条张紧的另一种方式，所述带锯条的首尾两端相连后张紧于两个卷筒上，所述带锯条可在卷筒的旋转带动下做回转运动。