本發(fā)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(shù)：

鍍鉻層具有優(yōu)良的性能，廣泛用作防護(hù)裝飾性鍍層體系的外表層和功能鍍層，現(xiàn)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(jié)合力低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一目的是提供一種表面硬度高的針鉤件。

實(shí)現(xiàn)上述第一目的的技術(shù)方案是：一種針鉤件，由針鉤和針桿構(gòu)成，針鉤具有鉤頭和針槽，其創(chuàng)新點(diǎn)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(fā)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(jié)合力高的表面鍍有氮化鉻層的針鉤件的制備方法。

實(shí)現(xiàn)上述第二目的的技術(shù)方案是：一種表面鍍有氮化鉻層的針鉤件的制備方法，其創(chuàng)新點(diǎn)在于：采用真空鍍膜機(jī)，所述真空鍍膜機(jī)具有真空爐、加熱器、偏壓電源、中頻電源、真空系統(tǒng)、電控系統(tǒng)和氣體流量控制系統(tǒng)，包括如下步驟：

a、清洗針鉤件;

b、針鉤件進(jìn)爐：將清洗后的針鉤件固定在真空爐中的轉(zhuǎn)架盤(pán)上，并使針鉤件與轉(zhuǎn)動(dòng)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(kāi)啟加熱器加熱真空爐，使真空爐內(nèi)的溫度升至100～450℃；

d、抽氣：開(kāi)啟真空系統(tǒng)抽氣，使真空爐內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到5×10^-4～9×10^-3Pa;

e、鍍氮化鉻：通過(guò)電控系統(tǒng)使固定有針鉤件的轉(zhuǎn)架盤(pán)和真空爐壁上的鉻濺射靶和鎳濺射靶旋轉(zhuǎn),通過(guò)氣體流量控制系統(tǒng)往真空爐內(nèi)充入氬氣，當(dāng)真空爐內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到0.15～0.6Pa時(shí)，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(shí)放電產(chǎn)生的正離子在電場(chǎng)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(guān)閉鎳濺射靶的中頻電源，，再通過(guò)氣體流量控制系統(tǒng)將氮?dú)馔ㄈ氲秸婵諣t中, 氮?dú)馀c從鉻濺射靶面逸出的鉻原子發(fā)生反應(yīng)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(guān)閉中頻電源、偏壓電源、氣流流量控制系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)；

g、出爐：針鉤件隨爐冷卻，當(dāng)真空爐內(nèi)溫度低于100℃時(shí)，從真空爐中取出針鉤件。

所述步驟a的具體過(guò)程如下：先用油漬清洗劑在超聲波環(huán)境下浸泡針鉤件，再將針鉤件在超聲波環(huán)境下漂洗，然后用純水噴淋沖洗和用純水?dāng)[動(dòng)清洗，最后在烤箱中烘干。

所述步驟a與步驟b之間設(shè)置空鍍步驟,具體為：先通過(guò)真空系統(tǒng)抽氣使真空爐內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到0.02～0.06Pa，再通過(guò)氣體流量控制系統(tǒng)往真空爐內(nèi)充入氬氣，當(dāng)真空爐內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到0.2～0.6Pa時(shí)依次接通偏壓電源和中頻電源，15～20分鐘后依次關(guān)閉偏壓電源和中頻電源。

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

在步驟b中，先將清洗后的針鉤件安裝在針盤(pán)上，再將針盤(pán)安裝在真空爐中的轉(zhuǎn)架盤(pán)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(zhuǎn)架盤(pán)的旋轉(zhuǎn)速度為8～30r/min。

在步驟e中，整個(gè)氮化鉻沉積過(guò)程所用的時(shí)間為90～360分鐘。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：1）、由于本發(fā)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(dá)到HV960～1300，表面硬度高，耐磨性好。2）、由于采用本發(fā)明的表面鍍有氮化鉻層的針鉤件的制備方法生產(chǎn)的針鉤件先經(jīng)過(guò)清洗，又由放電產(chǎn)生的正離子在電場(chǎng)作用下飛向轉(zhuǎn)動(dòng)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(guān)閉鎳濺射靶的中頻電源，再通過(guò)氣體流量控制系統(tǒng)將氮?dú)馔ㄈ氲秸婵諣t中, 氮?dú)馀c從鉻濺射靶面逸出的鉻原子發(fā)生反應(yīng)生成氮化鉻沉積在針鉤件表面，使針鉤件表面經(jīng)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(jié)合力； 3）、由于本發(fā)明的表面鍍有氮化鉻層的針鉤件的制備方法由放電產(chǎn)生的正離子在電場(chǎng)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(guān)閉鎳濺射靶的中頻電源，，再通過(guò)氣體流量控制系統(tǒng)將氮?dú)馔ㄈ氲秸婵諣t中, 氮?dú)馀c從鉻濺射靶面逸出的鉻原子發(fā)生反應(yīng)生成氮化鉻沉積在針鉤件表面，因而針鉤件表面硬度可達(dá)HV960～1300，表面硬度高。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)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(shí)施方式

以下結(jié)合附圖以及給出的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

如圖1、圖2、圖3所示，一種針鉤件，由針鉤2和針桿1構(gòu)成，針鉤2具有鉤頭3和針槽4，其創(chuàng)新點(diǎn)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(chuàng)新點(diǎn)在于：采用真空鍍膜機(jī)，所述真空鍍膜機(jī)具有真空爐、加熱器、偏壓電源、中頻電源、真空系統(tǒng)、電控系統(tǒng)和氣體流量控制系統(tǒng)，包括如下步驟：

a、清洗針鉤件;

b、針鉤件進(jìn)爐：將清洗后的針鉤件固定在真空爐中的轉(zhuǎn)架盤(pán)上，并使針鉤件與轉(zhuǎn)動(dòng)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(kāi)啟加熱器加熱真空爐，使真空爐內(nèi)的溫度升至100～450℃；

d、抽氣：開(kāi)啟真空系統(tǒng)抽氣，使真空爐內(nèi)的本底真空達(dá)到5×10^-4～9×10^-3Pa;

e、鍍氮化鉻：通過(guò)電控系統(tǒng)使固定有針鉤件的轉(zhuǎn)架盤(pán)和真空爐壁上的鉻濺射靶和鎳濺射靶旋轉(zhuǎn),通過(guò)氣體流量控制系統(tǒng)往真空爐內(nèi)充入氬氣，當(dāng)真空爐內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到0.15～0.6Pa時(shí)，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(shí)放電產(chǎn)生的正離子在電場(chǎng)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(guān)閉鎳濺射靶的中頻電源，，再通過(guò)氣體流量控制系統(tǒng)將氮?dú)馔ㄈ氲秸婵諣t中, 氮?dú)馀c從鉻濺射靶面逸出的鉻原子發(fā)生反應(yīng)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(guān)閉中頻電源、偏壓電源、氣流流量控制系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)；

g、出爐：針鉤件隨爐冷卻，當(dāng)真空爐內(nèi)溫度低于100℃時(shí)，從真空爐中取出針鉤件。

所述步驟a的具體過(guò)程如下：先用油漬清洗劑在超聲波環(huán)境下浸泡針鉤件，再將針鉤件在超聲波環(huán)境下漂洗，然后用純水噴淋沖洗和用純水?dāng)[動(dòng)清洗，最后在烤箱中烘干。

所述步驟a與步驟b之間設(shè)置空鍍步驟,具體為：先通過(guò)真空系統(tǒng)抽氣使真空爐內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到0.02～0.06Pa，再通過(guò)氣體流量控制系統(tǒng)往真空爐內(nèi)充入氬氣，當(dāng)真空爐內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到0.2～0.6Pa時(shí)依次接通偏壓電源和中頻電源，15～20分鐘后依次關(guān)閉偏壓電源和中頻電源。

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

在步驟b中，先將清洗后的針鉤件安裝在針盤(pán)上，再將針盤(pán)安裝在真空爐中的轉(zhuǎn)架盤(pán)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(zhuǎn)架盤(pán)的旋轉(zhuǎn)速度為8～30r/min。

在步驟e中，整個(gè)氮化鉻沉積過(guò)程所用的時(shí)間為90～360分鐘。

經(jīng)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。