模具內(nèi)孔沉積金剛石薄膜的夾具的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)孔膜具沉積金剛石薄膜的夾具，其特征在于：它包括V型銅墊板、電極桿、熱絲托桿、熱絲拉桿、彈簧支架、供氣管道以及穿過模具內(nèi)孔的數(shù)根熱絲，所述熱絲平行布置在熱絲托桿和熱絲拉桿上，所述熱絲托桿和熱絲拉桿分別與電極桿相連，所述熱絲的一端固定在熱絲拉桿的熱絲槽中，另一端固定在彈簧支架的彈簧上，所述彈簧支架與水平面成30°的夾角。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)模具內(nèi)孔沉積優(yōu)質(zhì)金剛石薄膜，并能自動對正中心、自動補(bǔ)償熱絲拉延。
【專利說明】模具內(nèi)孔沉積金剛石薄膜的夾具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)孔膜具沉積金剛石薄膜的工裝夾具，具體可實(shí)現(xiàn)模具內(nèi)孔沉積優(yōu)質(zhì)金剛石薄膜并能自動對正中心、自動補(bǔ)償熱絲拉延。
【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)孔模具主要有拉絲模、沖模、擠出模等類別，是大批量、產(chǎn)業(yè)化制作焊絲、焊條、不銹鋼、冷鐓鋼、銅、鋁、合金鋼、鎢、鉬等線材和管材拉制必不可少的模具，必須具備使用壽命長、尺寸精度高、線材或管材表面質(zhì)量好的效果。
[0003]但是金屬材料的冷延展，定向拉、拔，如:管、線的拉拔，直徑公差要求高，精度要求穩(wěn)定、表面光潔度好，批量生產(chǎn)連續(xù)作業(yè)對模具的使用壽命要求就更高了，由于金屬材料自身硬度就高，模具的制作就必須使用超硬材料。
[0004]目前線材和管材行業(yè)所使用的模具主要是硬質(zhì)合金模具和天然金剛石、聚晶金剛石模具、金剛石厚膜切割片。硬質(zhì)合金模具成本低廉，早期使用廣泛，但是硬質(zhì)合金模具壽命短，易粘料，生產(chǎn)效率低，被加工件尺寸公差不穩(wěn)定；天然金剛石模具硬度高、耐磨性好，但是天然金剛石以及聚晶金剛石和金剛石厚膜都存在脆性大，加工難度大，價格昂貴，而且尺寸和面積小，多用于內(nèi)徑2mm以下的內(nèi)孔模具。
[0005]大于2mm以上的內(nèi)孔模具已經(jīng)使用在硬質(zhì)合金基體內(nèi)壁沉積金剛石薄膜的先進(jìn)工藝方法。因?yàn)檫@樣的金剛石膜涂層內(nèi)孔模同時具備了硬質(zhì)合金的高韌性和金剛石高硬度、超耐磨的特性是一種理想的提高內(nèi)孔模具性能的有效手段。
[0006]但是在CVD涂層設(shè)備上實(shí)現(xiàn)內(nèi)孔沉積金剛石薄膜而且要批量生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化絕非易事！要使直徑很小的內(nèi)孔壁沉積具高硬度，高附著力，低摩擦系數(shù)而厚度均勻的金剛石膜層，就必須將溫度高達(dá)2000°以上的熱絲從內(nèi)孔中間穿過，熱絲通電必須接通基片臺兩端的電極桿，熱絲直徑只有0.2-0.6mm，加熱后就會產(chǎn)生延展(拉長)下垂，跨度越大，下垂就越嚴(yán)重。具有高溫、高壓的熱絲一旦下垂接觸到工件內(nèi)壁就會燒壞模具。這就是內(nèi)孔模具沉積金剛石膜薄膜實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化難以逾越的技術(shù)難題。
[0007]之前也有將模具平行、垂直、傾斜安裝等方法的實(shí)用新型專利。但是這些專利夾具沒有能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的可靠性。所述平行和傾斜安裝只能實(shí)現(xiàn)單件或者1-2件生產(chǎn)的方式。垂直安裝方法考慮到了批量生產(chǎn)的要求，但也只能實(shí)現(xiàn)單絲多模(最多3-4件)，而在極高溫度的涂層設(shè)備的狹窄且導(dǎo)電的金屬空間內(nèi)得以實(shí)現(xiàn)多根熱絲的兩端垂直接通電極是很不現(xiàn)實(shí)的，因此，多絲多模只能是一種良好的愿望而已。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]本實(shí)用新型提供了一種大跨度、自動補(bǔ)償、高效率的模具內(nèi)孔沉積金剛石薄膜的夾具，可實(shí)現(xiàn)拉絲模內(nèi)孔沉積金剛石薄膜并能自動對正中心、自動補(bǔ)償熱絲拉延，而且能夠?qū)崿F(xiàn)批量生產(chǎn)。
[0009]上述目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):[0010]模具內(nèi)孔沉積金剛石薄膜的夾具，包括V型銅墊板、電極桿、熱絲托桿、熱絲拉桿、彈簧支架、供氣管道以及穿過模具內(nèi)孔的數(shù)根熱絲組成，所述熱絲平行布置在熱絲托桿和熱絲拉桿上，所述熱絲托桿和熱絲拉桿分別與電極桿相連，所述熱絲的一端固定在熱絲拉桿的熱絲槽中，另一端固定在彈簧支架的彈簧上，所述彈簧支架與水平面成30°的夾角，所述彈簧支架一端通過陶瓷套安裝在熱絲托桿上，另一端通過陶瓷套安裝有一彈簧，所述V型銅墊板設(shè)置在熱絲的正下方，且所述的V型銅墊板的V型槽中心線與熱絲平行，所述V型銅墊板的底部與基片臺連接在一起。
[0011]所述V型銅墊板上還設(shè)有供氣管道，所述供氣管道正對模具內(nèi)孔直徑較大的一端，模具內(nèi)孔直徑較小的一端朝向真空泵抽氣口，使混合氣體充分利用真空泵的吸力將碳源以及沉積生長金剛石膜所需要的氣體輸送到每一個模具內(nèi)孔中。
[0012]所述電極桿、基片臺內(nèi)部均設(shè)有冷卻水循環(huán)管，確保排布的多根熱絲和使用大功率所產(chǎn)生的熱量及時被冷卻水散熱。
[0013]本實(shí)用新型技術(shù)效果如下:
[0014](I)解決了熱絲在高溫高壓下產(chǎn)生延展、下垂接觸到工件內(nèi)壁燒壞模具的關(guān)鍵問題。本實(shí)用新型的彈簧支架與水平面30°的夾角，通過彈簧彈力作用以及熱絲托桿的滾輪滑動作用，使熱絲在加熱產(chǎn)生的延展拉長得到補(bǔ)償，熱絲在整個涂層所有時間內(nèi)不下垂，始終保持筆直的排列在模具內(nèi)孔的中心線上。
[0015](2)本實(shí)用新型的供氣管道正對模具內(nèi)孔直徑較大的一端，模具內(nèi)孔直徑較小的一端朝向真空泵抽氣口，在供氣管道供氣和真空泵抽氣的共同作用下，使碳源以及沉積生長金剛石膜所需要的氣體被充分輸送到每一個模具內(nèi)孔中，保證了良好的鍍膜質(zhì)量。
[0016](3)本實(shí)用新型的電極桿、基片臺內(nèi)部均設(shè)有冷卻水循環(huán)管，確保排布的多根熱絲和使用大功率所產(chǎn)生的熱量及時被冷卻水散熱，確保設(shè)備運(yùn)行安全和腔室溫度的可控。
[0017](4)本實(shí)用新型采用多絲、多槽(V型銅墊板)平行排布，確保每爐次可大量涂層內(nèi)孔模具。以直徑Φ200_的基片臺為例，每爐次可加工60-100件，有效的降低了生產(chǎn)成本，使模具內(nèi)孔沉積金剛石薄膜的生產(chǎn)規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型主視圖。
[0019]圖2為本實(shí)用新型俯視圖。
[0020]附圖中:1 一陶瓷套，2—彈簧，3—彈簧支架，4一電極桿，5— V型銅墊板，6—基片臺，7—模具，8—熱絲托桿，9—熱絲，10—熱絲拉桿，11一供氣管道，12—真空泵抽氣口。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1、圖2所示，一種內(nèi)孔涂層金剛石膜的夾具，包括V型銅墊板5、電極桿4、熱絲托桿8、熱絲拉桿10、彈簧支架3、供氣管道以及穿過模具7內(nèi)孔的數(shù)根熱絲9組成。所述熱絲9平行布置在熱絲托桿8和熱絲拉桿10上，所述熱絲托桿8和熱絲拉桿10分別與電極桿4相連,所述熱絲9的一端固定在熱絲拉桿10的熱絲9槽中，另一端固定在彈簧支架3的彈簧2上，所述彈簧支架3與水平面成30°的夾角，所述彈簧支架3 —端通過陶瓷套I安裝在熱絲托桿8上，另一端通過陶瓷套I安裝有一彈簧2。所述彈簧支架3通過彈簧2作用以及熱絲托桿8的滾輪滑動作用，使熱絲9在加熱產(chǎn)生的延展拉長得到補(bǔ)償，熱絲9在整個涂層所有時間內(nèi)不下垂，始終保持筆直的排列在模具7內(nèi)孔的中心線上。
[0022]所述V型銅墊板5設(shè)置在熱絲9的正下方，且所述的V型銅墊板5的V型槽中心線與熱絲9平行，所述V型銅墊板5的底部與基片臺6連接在一起。
[0023]所述V型銅墊板5上還設(shè)有供氣管道11，所述供氣管道11正對模具7內(nèi)孔直徑較大的一端，模具7內(nèi)孔直徑較小的一端朝向真空泵抽氣口 12，使混合氣體充分利用真空泵的吸力將碳源以及沉積生長金剛石膜所需要的氣體輸送到每一個模具7內(nèi)孔中。
[0024]所述電極桿4、基片臺6內(nèi)部均設(shè)有冷卻水循環(huán)管，確保排布的多根熱絲9和使用大功率所產(chǎn)生的熱量及時被冷卻水散熱，確保設(shè)備運(yùn)行安全和腔室溫度的可控、可調(diào)。
【權(quán)利要求】
1.模具內(nèi)孔沉積金剛石薄膜的夾具，其特征在于:它包括V型銅墊板、電極桿、熱絲托桿、熱絲拉桿、彈簧支架、供氣管道以及穿過模具內(nèi)孔的數(shù)根熱絲，所述熱絲平行布置在熱絲托桿和熱絲拉桿上，所述熱絲托桿和熱絲拉桿分別與電極桿相連，所述熱絲的一端固定在熱絲拉桿的熱絲槽中，另一端固定在彈簧支架的彈簧上，所述彈簧支架與水平面成30°的夾角，所述彈簧支架一端通過陶瓷套安裝在熱絲托桿上，另一端通過陶瓷套安裝有一彈簧，所述V型銅墊板設(shè)置在熱絲的正下方，且所述的V型銅墊板的V型槽中心線與熱絲平行，所述V型銅墊板的底部與基片臺連接在一起。
2.如權(quán)利要求1所述的模具內(nèi)孔沉積金剛石薄膜的夾具，其特征在于:所述V型銅墊板上還設(shè)有供氣管道，所述供氣管道正對模具內(nèi)孔直徑較大的一端，模具內(nèi)孔直徑較小的一端朝向真空泵抽氣口，使混合氣體充分利用真空泵的吸力將碳源以及沉積生長金剛石膜所需要的氣體輸送到每一個模具內(nèi)孔中。
3.如權(quán)利要求1所述的模具內(nèi)孔沉積金剛石薄膜的夾具，其特征在于:所述電極桿、基片臺內(nèi)部均設(shè)有冷卻水循環(huán)管，確保排布的多根熱絲和使用大功率所產(chǎn)生的熱量及時被冷卻水散熱。
【文檔編號】C23C16/458GK203768454SQ201320873732
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】陳遠(yuǎn)達(dá), 王勝云 申請人:湖南中航超強(qiáng)金剛石膜高科技有限公司