針鉤件及表面鍍有氮化鉻層的針鉤件的制備方法與流程

本發明具體涉及一種針鉤件及表面鍍有氮化鉻層的針鉤件的制備方法。

背景技術：

鍍鉻層具有優良的性能，廣泛用作防護裝飾性鍍層體系的外表層和功能鍍層，現有的針鉤件的鍍鉻方法在針鉤件鍍鉻后針鉤件表面硬度低，硬度只能到HRC60～65，鍍附在針鉤件表面的鉻層不均勻且表面的鉻層與針鉤件的結合力低。

技術實現要素：

本發明的第一目的是提供一種表面硬度高的針鉤件。

實現上述第一目的的技術方案是：一種針鉤件，由針鉤和針桿構成，針鉤具有鉤頭和針槽，其創新點在于：所述針鉤的外表面上鍍有氮化鉻層。

所述針鉤的本體與氮化鉻層之間具有鉻鎳合金層。

本發明的第二目的是提供一種使針鉤件表面的硬度高且表面的氮化鉻層與針鉤件本體的結合力高的表面鍍有氮化鉻層的針鉤件的制備方法。

實現上述第二目的的技術方案是：一種表面鍍有氮化鉻層的針鉤件的制備方法，其創新點在于：采用真空鍍膜機，所述真空鍍膜機具有真空爐、加熱器、偏壓電源、中頻電源、真空系統、電控系統和氣體流量控制系統，包括如下步驟：

a、清洗針鉤件;

b、針鉤件進爐：將清洗后的針鉤件固定在真空爐中的轉架盤上，并使針鉤件與轉動連接在真空爐壁上的鉻濺射靶和鎳濺射靶面之間有間隙；

c、加熱：開啟加熱器加熱真空爐，使真空爐內的溫度升至100～450℃；

d、抽氣：開啟真空系統抽氣，使真空爐內的壓強達到5×10^-4～9×10^-3Pa;

e、鍍氮化鉻：通過電控系統使固定有針鉤件的轉架盤和真空爐壁上的鉻濺射靶和鎳濺射靶旋轉,通過氣體流量控制系統往真空爐內充入氬氣，當真空爐內壓強達到0.15～0.6Pa時，接通偏壓電源，偏壓電源的電壓為80V ～ 850V，再接通中頻電源，電流為15～35A，這時放電產生的正離子在電場作用下飛向真空爐的爐壁上的鉻濺射靶面和鎳濺射靶面，受碰撞后從鉻濺射靶面和鎳濺射靶面逸出的鉻原子和鎳原子濺射到針鉤件表面沉積成鉻鎳合金層，關閉鎳濺射靶的中頻電源，，再通過氣體流量控制系統將氮氣通入到真空爐中, 氮氣與從鉻濺射靶面逸出的鉻原子發生反應生成氮化鉻沉積在針鉤件表面，從而得到表面鍍有氮化鉻層的針鉤件;

f、關閉中頻電源、偏壓電源、氣流流量控制系統、加熱系統；

g、出爐：針鉤件隨爐冷卻，當真空爐內溫度低于100℃時，從真空爐中取出針鉤件。

所述步驟a的具體過程如下：先用油漬清洗劑在超聲波環境下浸泡針鉤件，再將針鉤件在超聲波環境下漂洗，然后用純水噴淋沖洗和用純水擺動清洗，最后在烤箱中烘干。

所述步驟a與步驟b之間設置空鍍步驟,具體為：先通過真空系統抽氣使真空爐內壓強達到0.02～0.06Pa，再通過氣體流量控制系統往真空爐內充入氬氣，當真空爐內壓強達到0.2～0.6Pa時依次接通偏壓電源和中頻電源，15～20分鐘后依次關閉偏壓電源和中頻電源。

所述步驟a與空鍍步驟之間設置清潔步驟，具體為：用鋼刷敲打真空爐的爐壁和設置在真空爐中的轉架盤，使其膜層掉落，再用氣槍對真空爐內進行吹打并用吸塵器進行除塵。

在步驟b中，先將清洗后的針鉤件安裝在針盤上，再將針盤安裝在真空爐中的轉架盤上。

在步驟b中，控制針鉤件與鉻濺射靶的距離為5～20cm。

在步驟e中，使固定有針鉤件的轉架盤的旋轉速度為8～30r/min。

在步驟e中，整個氮化鉻沉積過程所用的時間為90～360分鐘。

本發明的優點是：1）、由于本發明的針鉤件的針鉤的外表面上鍍有氮化鉻層，因而可使針鉤件的表面硬度達到HV960～1300，表面硬度高，耐磨性好。2）、由于采用本發明的表面鍍有氮化鉻層的針鉤件的制備方法生產的針鉤件先經過清洗，又由放電產生的正離子在電場作用下飛向轉動連接在真空爐的爐壁上的鉻濺射靶面和鎳濺射靶面，受碰撞后從鉻濺射靶面和鎳濺射靶面逸出的鉻原子和鎳原子濺射到針鉤件表面沉積成鉻鎳合金層，關閉鎳濺射靶的中頻電源，再通過氣體流量控制系統將氮氣通入到真空爐中, 氮氣與從鉻濺射靶面逸出的鉻原子發生反應生成氮化鉻沉積在針鉤件表面，使針鉤件表面經受高能鉻原子和鎳原子撞擊后得到嶄新的表層，因而可以提高表面的氮化鉻層與針鉤件的結合力； 3）、由于本發明的表面鍍有氮化鉻層的針鉤件的制備方法由放電產生的正離子在電場作用下飛向真空爐的爐壁上的鉻濺射靶面和鎳濺射靶面，受碰撞后從鉻濺射靶面和鎳濺射靶面逸出的鉻原子和鎳原子濺射到針鉤件表面沉積成鉻鎳合金層，關閉鎳濺射靶的中頻電源，，再通過氣體流量控制系統將氮氣通入到真空爐中, 氮氣與從鉻濺射靶面逸出的鉻原子發生反應生成氮化鉻沉積在針鉤件表面，因而針鉤件表面硬度可達HV960～1300，表面硬度高。

附圖說明

圖1是本發明的針鉤件的主視示意圖；

圖2是圖1的B向視圖的放大圖;

圖3是圖1的A-A剖視圖。

具體實施方式

以下結合附圖以及給出的實施例，對本發明作進一步的說明。

如圖1、圖2、圖3所示，一種針鉤件，由針鉤2和針桿1構成，針鉤2具有鉤頭3和針槽4，其創新點在于：所述針鉤2的外表面上鍍有氮化鉻層5。

所述針鉤2 的本體7與氮化鉻層5之間具有鉻鎳合金層6。

一種表面鍍有氮化鉻層的針鉤件的制備方法，其創新點在于：采用真空鍍膜機，所述真空鍍膜機具有真空爐、加熱器、偏壓電源、中頻電源、真空系統、電控系統和氣體流量控制系統，包括如下步驟：

a、清洗針鉤件;

b、針鉤件進爐：將清洗后的針鉤件固定在真空爐中的轉架盤上，并使針鉤件與轉動連接在真空爐壁上的鉻濺射靶和鎳濺射靶面之間有間隙；

c、加熱：開啟加熱器加熱真空爐，使真空爐內的溫度升至100～450℃；

d、抽氣：開啟真空系統抽氣，使真空爐內的本底真空達到5×10^-4～9×10^-3Pa;

e、鍍氮化鉻：通過電控系統使固定有針鉤件的轉架盤和真空爐壁上的鉻濺射靶和鎳濺射靶旋轉,通過氣體流量控制系統往真空爐內充入氬氣，當真空爐內壓強達到0.15～0.6Pa時，接通偏壓電源，偏壓電源的電壓為80V ～ 850V，再接通中頻電源，電流為15～35A，這時放電產生的正離子在電場作用下飛向真空爐的爐壁上的鉻濺射靶面和鎳濺射靶面，受碰撞后從鉻濺射靶面和鎳濺射靶面逸出的鉻原子和鎳原子濺射到針鉤件表面沉積成鉻鎳合金層6，關閉鎳濺射靶的中頻電源，，再通過氣體流量控制系統將氮氣通入到真空爐中, 氮氣與從鉻濺射靶面逸出的鉻原子發生反應生成氮化鉻沉積在針鉤件表面，從而得到表面鍍有氮化鉻層5的針鉤件;

f、關閉中頻電源、偏壓電源、氣流流量控制系統、加熱系統；

g、出爐：針鉤件隨爐冷卻，當真空爐內溫度低于100℃時，從真空爐中取出針鉤件。

所述步驟a的具體過程如下：先用油漬清洗劑在超聲波環境下浸泡針鉤件，再將針鉤件在超聲波環境下漂洗，然后用純水噴淋沖洗和用純水擺動清洗，最后在烤箱中烘干。

所述步驟a與步驟b之間設置空鍍步驟,具體為：先通過真空系統抽氣使真空爐內壓強達到0.02～0.06Pa，再通過氣體流量控制系統往真空爐內充入氬氣，當真空爐內壓強達到0.2～0.6Pa時依次接通偏壓電源和中頻電源，15～20分鐘后依次關閉偏壓電源和中頻電源。

所述步驟a與空鍍步驟之間設置清潔步驟，具體為：用鋼刷敲打真空爐的爐壁和設置在真空爐中的轉架盤，使其膜層掉落，再用氣槍對真空爐內進行吹打并用吸塵器進行除塵。

在步驟b中，先將清洗后的針鉤件安裝在針盤上，再將針盤安裝在真空爐中的轉架盤上。

在步驟b中，控制針鉤件與鉻濺射靶的距離為5～20cm。

在步驟e中，使固定有針鉤件的轉架盤的旋轉速度為8～30r/min。

在步驟e中，整個氮化鉻沉積過程所用的時間為90～360分鐘。

經上述表面鍍有氮化鉻層的針鉤件的制備方法后，針鉤件表面鍍層的主要性能如下 ：

1. 硬度：HV960～1300；

2. 鉻鎳合金層與氮化鉻層的總厚度：4um～10um；

3. 粗糙度：0.05μ。