具有多功能復合涂層的pcb刀具的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有多功能復合涂層的PCB刀具，本實用新型在PCB刀具的鎢鋼刀刃表面自底部向頂部依次設有過渡層、超硬鍍層、耐氧化層，具有上述涂層結構的PCB刀具的表面硬度和耐高溫性質得到大幅提升，且使刀具的耐磨耗性增加，從而提高了其使用壽命和加工精度，此外該涂層結構簡單且實用性高。
【專利說明】
具有多功能復合涂層的PCB刀具
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種切削PCB(印刷電路板)用的刀具，尤其涉及一種具有多功能復合涂層的PCB刀具，屬于PCB加工用器件。
【背景技術】
[0002]目前公知的PCB印刷電路板刀具是由供CNC數控機床夾持的柄部和具有切削功能的刃部所構成，而刀具刃部的材料組成通常為鎢鋼。因為PCB印刷電路板是由堅硬的玻璃纖維所編織而成，近來更因為無鹵素的環保要求而添加陶瓷粉進入電路板膠合樹脂中，例如氫氧化鎂、氫氧化鋁等，從而使鎢鋼刀具刃部在切削加工時造成沖擊破壞而容易產生崩缺，而刀刃的崩缺鈍化更導致切削阻力增加，而同時使切削溫度與刀刃附近溫度大增，溫度升高的結果是PCB板內的樹脂與刀刃部產生氧化性化學反應，而使鍍膜涂層和崩缺的刃部劣化，就這樣產生惡性循環的雪崩效應，最后使得加工精度陡然下降和刀具壽命大幅縮短，甚至斷刀而損毀電路板。
【實用新型內容】
[0003]為了克服上述現有技術中存在的不足，本實用新型提供了一種具有多功能復合涂層的PCB刀具，該刀具表面的涂層結構不僅能增加鎢鋼的表面硬度，還能提高鎢鋼的耐氧化溫度，使PCB刀具的壽命和加工精度均大幅提升。
[0004]本實用新型為了解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0005]—種具有多功能復合涂層的PCB刀具，由供夾持的刀柄和具有切削功能的鎢鋼刀刃組成，所述鎢鋼刀刃設置于刀柄的前端，所述鎢鋼刀刃的表面設有過渡層，該過渡層的表面設有超硬鍍層，該超硬鍍層的表面設有耐氧化層，所述過渡層為鋯過渡層、鈦過渡層或鉻過渡層;所述超硬鍍層為鋯鋁碳氮超硬鍍層、鋯硅碳氮超硬鍍層、鈦鋁碳氮超硬鍍層、鈦硅碳氮超硬鍍層、鉻鋁碳氮超硬鍍層或鉻硅碳氮超硬鍍層;所述耐氧化層為氧化鋯鋁耐氧化層、氧化鋯硅耐氧化層、氧化鈦鋁耐氧化層、氧化鈦硅耐氧化層、氧化鉻鋁耐氧化層或氧化鉻硅耐氧化層。
[0006]其進一步的技術方案是:
[0007]所述過渡層的厚度為100_500nm。
[0008]所述超硬鍍層的厚度為200-1500nm。
[0009]所述耐氧化層的厚度為100-800nm。
[0010]所述PCB刀具為銑刀或鉆頭。
[0011]本實用新型的有益技術效果是:本實用新型在PCB刀具的鎢鋼刀刃表面自底部向頂部依次設有過渡層、超硬鍍層和耐氧化層，具有上述涂層結構的PCB刀具的表面硬度和耐高溫性質得到大幅提升，且使刀具的耐磨耗性增加，從而提高了其使用壽命和加工精度，此外該涂層結構簡單且實用性高。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型刀刃上涂層結構示意圖；
[0013]圖2為本實用新型實施例一的結構示意圖；
[0014]圖3為本實用新型實施例二的結構示意圖；
[0015]其中:
[0016]1-刀柄；2-鎢鋼刀刃；
[0017]3-過渡層；4-超硬鍍層；
[0018]5-耐氧化層。
【具體實施方式】
[0019]下面結合本申請的具體實施例及圖1至圖3對本實用新型進行詳細說明。
[0020]一種具有多功能復合涂層的PCB刀具，由供夾持的刀柄I和具有切削功能的鎢鋼刀刃2組成，所述鎢鋼刀刃設置于刀柄的前端，該PCB刀具可以為銑刀或鉆頭。
[0021]所述鎢鋼刀刃2的表面設有過渡層3，該過渡層3為鋯(Zr)過渡層、鈦(Ti)過渡層或鉻(Cr)過渡層，且該過渡層3的厚度為100-500nm。其作用在于提高涂層的附著力，尤其作為鎢鋼和位于其上層的超硬鍍層之間的中階層，起著緩和內應力和增加附著力的作用。
[0022]所述過渡層3的表面設有超硬鍍層4，該超硬鍍層4為鋯鋁碳氮(ZrAlCN)超硬鍍層、鋯硅碳氮(ZrSiCN)超硬鍍層、鈦鋁碳氮(TiAlCN)超硬鍍層、鈦硅碳氮(Ti SiCN)超硬鍍層、鉻鋁碳氮(CrAlCN)超硬鍍層或鉻硅碳氮(CrSiCN)超硬鍍層，且該超硬鍍層4的厚度為200-1500nm。上述超硬鍍層作用在于強化PCB刀具的刀刃，其作為四元素的超硬鍍層，由于第三、四元素的摻入使得微觀材料結構上的晶格發生變化，因此比一般常用的二元素硬化層如ZrN(氮化鋯)、TiN(氮化鈦)、CrN(氮化鉻)等具有更高的硬度。
[0023]所述超硬鍍層的表面設有耐氧化層5，該耐氧化層5為氧化鋯鋁(ZrAlO)耐氧化層、氧化鋯硅(ZrS1)耐氧化層、氧化鈦鋁(TiAlO)耐氧化層、氧化鈦硅(TiS1)耐氧化層、氧化鉻鋁(CrAlO)耐氧化層或氧化鉻硅(CrS1)耐氧化層，且該耐氧化層(5)的厚度為100-800nm。該耐氧化層具有高溫氧化性來保護PCB刀具的刀刃，其是利用鍍膜工藝先形成致密的氧化層，因此可減緩或避免切削加工時進一步的氧化反應，具有較高的耐溫性質。
[0024]如圖1所示，在PCB刀具的鎢鋼刃部2的表面依次涂覆:過渡層3、超硬鍍層4與耐氧化層5。
[0025]在圖2所不的具體實施例一中，提供的PCB刀具為一鐵刀，其具有有一媽鋼刀柄I以及一鎢鋼刀刃2。將該銑刀預先以超音波去除表面油污，再烘干附著于該銑刀上的水分，以陰極電弧沉積(cathodic arc deposit1n)的方式進行銑刀刀刃表面涂層的涂覆，依次為:厚度為500納米的過渡層Zr;厚度為1000納米的超硬鍍層ZrAlCN，且該超硬鍍層的維克氏(Vicker’S，10g)硬度為Hv4200;厚度為500納米的耐氧化層ZrAlO。在此實施例中銑刀的切削壽命是無涂層銑刀的8倍。
[0026]在圖3所示的具體實施例二中，提供的PCB刀具為一鉆頭，其具有一不銹鋼刀柄I以及一鎢鋼刀刃2。將該鉆頭預先以超音波去除表面油污，再烘干附著于該鉆頭上的水分，以磁控派射沉積(magnetron sputtering deposit1n)的方式進行鉆頭刃部表面的涂覆，依次為:厚度300納米的過渡層Cr;厚度500納米的超硬鍍層CrSiCN，且該超硬鍍層的維克氏(Vicker’S，10g)硬度為Hv4300;厚度為300納米的耐氧化層CrS1。在此實施例中鉆頭的鉆孔數量是無涂層鉆頭的11.5倍。
【主權項】
1.一種具有多功能復合涂層的PCB刀具，由供夾持的刀柄(I)和具有切削功能的鎢鋼刀刃(2)組成，所述鎢鋼刀刃設置于刀柄的前端，其特征在于:所述鎢鋼刀刃的表面設有過渡層(3)，該過渡層的表面設有超硬鍍層(4)，該超硬鍍層的表面設有耐氧化層(5)，所述過渡層(3)為鋯過渡層、鈦過渡層或鉻過渡層;所述超硬鍍層(4)為鋯鋁碳氮超硬鍍層、鋯硅碳氮超硬鍍層、鈦鋁碳氮超硬鍍層、鈦硅碳氮超硬鍍層、鉻鋁碳氮超硬鍍層或鉻硅碳氮超硬鍍層;所述耐氧化層(5)為氧化鋯鋁耐氧化層、氧化鋯硅耐氧化層、氧化鈦鋁耐氧化層、氧化鈦硅耐氧化層、氧化鉻鋁耐氧化層或氧化鉻硅耐氧化層。2.根據權利要求1所述的具有多功能復合涂層的PCB刀具，其特征在于:所述過渡層(3)的厚度為100-500nmo3.根據權利要求1所述的具有多功能復合涂層的PCB刀具，其特征在于:所述超硬鍍層(4)的厚度為200-1500nmo4.根據權利要求1所述的具有多功能復合涂層的PCB刀具，其特征在于:所述耐氧化層(5)的厚度為I OO-8OOnm ο5.根據權利要求1所述的具有多功能復合涂層的PCB刀具，其特征在于:所述PCB刀具為銑刀或鉆頭。
【文檔編號】B23B51/00GK205496657SQ201521106438
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年12月28日
【發明人】宋同慶
【申請人】環宇電子科技（昆山）有限公司