【技術實現步驟摘要】
本專利技術是有關于一種鉆頭表面改質構造及其加工方法，尤其是指一種針對鉆頭表面進行改質、披覆涂層的構造及加工方法，是利用離子槍以至少一種氣體調變產生離子在鉆頭表面進行離子清潔與拋光，使非晶類鉆碳薄膜的膜層能有效披覆于鉆頭表面，達到提升鉆頭使用壽命的目的。
技術介紹
1、在基礎的機械加工作業中，除了車床、鉗工、刨床、銑床及磨床等之外，鉆孔加工亦是機械加工中相當重要的制程，許多待加工物件在制造過程中，或許都要經過鉆孔處理后，以在待加工物件上產生必要的孔洞等供利用或再一步的加工處理，而進行鉆孔加工作業時，鉆頭就是必要的工具，通過鉆頭對待加工物件進行各種形式孔洞的鉆削，在待加工物件上形成貫穿的通孔或未貫通的盲孔等模式，則在鉆頭的加工作業過程中，鉆頭的二螺旋狀切削刀刃、分別往二側具有傾斜狀排屑面延伸至二側螺旋狀排屑槽處，借以將鉆削加工過程中產生的廢屑料予以排除，即是鉆頭上必要的結構。
2、但一般鉆頭在進行切削加工時，通過切削端二側刀刃與待加工物件接觸進行切削，且切削加工過程因鉆頭高速旋轉，容易造成鉆頭的切削端的二切削刀刃、螺旋狀排屑槽與待加工物件之間產生磨擦損耗、并產生高溫熱等，影響鉆頭的質地變差、使用壽命縮短等缺失。
3、因此，如何解決目前鉆頭因削加工容易產生磨損、高溫熱的問題與困擾，且影響鉆頭的質地變化、使用壽命縮短等的麻煩與缺失，即為從事此行業的相關廠商所亟欲研究改善的方向所在。
技術實現思路
1、因此，有鑒于上述的問題與缺失，本專利技術的主要目的是在于提供一種鉆
2、本專利技術提供一種鉆頭表面改質構造，是于鉆頭改質后的切削部的表面成型非晶類鉆碳薄膜，為將鉆頭一側鉆柄部裝設于治具上、另側切削部外露于治具外部，且通過治具帶動該鉆頭呈軸向式旋轉，并于鉆頭的切削部的垂直徑向外部，利用離子槍以至少一種的氣體產生離子源，而針對切削部表面及至少二道的排屑槽表面進行表面改質，此表面改質為利用在離子槍內產生特定的能量離子并加速，在其表面進行離子清潔及拋光的作用，使鉆針表面無污染物殘留，表面形態更加平整且降低其表面粗糙度，且因離子轟擊活化鉆針表面，使鉆針表面與膜層間附著力大幅改善提升以及降低鉆針在鉆孔時與工件的摩擦系數，再于表面改質后的鉆頭的切削部表面及至少二道的排屑槽表面，沉積成型一層非晶類鉆碳薄膜，而完成鉆頭的切削部及至少二道的排屑槽的表面改質加工作業，可避免切削加工產生的細屑(如：電路板的塑膠屑或金屬屑等)吸附于切削部或排屑槽表面等缺失，達到提升鉆頭抗磨損能力及降低摩擦系數、改善熱穩定性以及改善鉆頭與被加工物的反應進而改善在鉆孔時的排屑，進而達到增加鉆孔精準度及其使用壽命的目的。
3、其中，該非晶類鉆碳薄膜是采用碳(c)、氮(n)、硅(si)、硼(b)、鉻(cr)、鈦(ti)或鎢(w)等元素的至少一種所成型的非晶類鉆碳薄膜，為可采用碳元素添加氮、硅或硼等其中任一種以上元素(例如：碳+氮或碳+硅或碳+硼等，各種元素的組合)，碳元素添加鉻、鈦或鎢等其中任一種以上的元素(例如：碳+鉻或碳+鈦或碳+鎢等，各種元素的組合)，或者碳元素添加氮、硅、硼或鉻、鈦、鎢等的其中任二種以上元素(例如：碳+氮+鉻或碳+硅+鈦或碳+硼+鎢等，各種元素的組合)；再通過陰極電弧加工或濺鍍加工等加工方式，可于鉆頭的切削部表面及至少二道的排屑槽表面成型非晶類鉆碳薄膜，且該膜層厚度可為20～1000納米(nm)，至于排屑槽表面所設非晶類鉆碳薄膜構造的膜層厚度，較佳可為20～300納米(nm)，而該非晶類鉆碳薄膜的x光光電子能譜儀(x-ray?photoelectron?spectroscope,xps)所測量的sp3雜化碳-碳(c-c)鍵的比例≥60％，以及硬度(gpa)可達到40～60(gpa)等的效果。
4、其中，該排屑槽表面所設該非晶類鉆碳薄膜是利用至少一種元素通過陰極電弧加工或濺鍍加工成型，且該非晶類鉆碳薄膜構造的膜層厚度，較佳為20～300納米(nm)，以及硬度(gpa)達到40～60(gpa)。
5、其中，該鉆頭一側鉆柄部，可供裝設于三轉式或四轉式等的旋動式套筒治具上，而于鉆頭的切削部的垂直徑向外部，利用離子槍以至少一種的氣體產生離子源，且該離子槍所使用至少一種氣體，為可為惰性氣體的氬(ar)、氪(kr)等，或氫(h2)、氮(n2)等，或含碳氣體的甲烷(ch4)、乙炔(c2h2)等，則離子槍所應用的偏壓可為≥300v(伏特，voltage)等，所使用的制程壓力則可為≤1.0×10-1torr(1torr＝1標準大氣壓力的1/760，即：1torr＝1/760atm(大氣壓力)；或者1torr≈1mmhg(毫米汞柱)；或者1torr≈133.32237pa(帕))。
6、本專利技術提供一種鉆頭表面改質構造的加工方法，包括鉆頭及成型于該鉆頭的切削部表面的非晶類鉆碳薄膜，并依據下列步驟實施加工制造：
7、(a01)該鉆頭一側鉆柄部裝設于治具上，供該鉆頭另側切削部外露于該治具外部，且該治具為帶動該鉆頭呈軸向式旋轉；
8、(a02)該鉆頭的該切削部的垂直徑向外部，利用離子槍以至少一種的氣體產生離子源，針對該切削部的表面及至少二道的排屑槽的表面施行表面改質的表面處理；
9、(a03)再于該鉆頭的該切削部的表面及該至少二道的排屑槽的表面，通過沉積加工成型非晶類鉆碳薄膜；
10、(a04)完成該鉆頭的該切削部的表面及該至少二道的排屑槽的表面的該非晶類鉆碳薄膜披覆加工。
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1.一種鉆頭表面改質構造，該鉆頭包括鉆柄部及切削部，且該切削部設有至少二道螺旋環繞式的排屑槽，其特征在于：
2.如權利要求1所述的鉆頭表面改質構造，其特征在于：該排屑槽的表面所設該非晶類鉆碳薄膜是利用至少一種元素通過陰極電弧加工或濺鍍加工成型，且該非晶類鉆碳薄膜的膜層厚度為20～300納米(nm)，以及硬度達到40～60GPa。
3.如權利要求2所述的鉆頭表面改質構造，其特征在于：該非晶類鉆碳薄膜是利用碳、氮、硅、硼、鉻、鈦或鎢元素的至少一種加工成型。
4.如權利要求3所述的鉆頭表面改質構造，其特征在于：該非晶類鉆碳薄膜為采用碳元素添加氮、硅或硼的其中任一種以上元素，碳元素添加鉻、鈦或鎢的其中任一種以上的元素，或者碳元素添加氮、硅、硼或鉻、鈦、鎢的其中任二種以上元素加工成型。
5.一種鉆頭表面改質構造的加工方法，其特征在于：包括鉆頭及成型于該鉆頭的切削部的表面的非晶類鉆碳薄膜，并依據下列步驟實施加工制造：
6.如權利要求5所述鉆頭表面改質構造的加工方法，其特征在于：該步驟(A01)的該治具為三轉式或四轉式的旋動式套筒治具
7.如權利要求5所述鉆頭表面改質構造的加工方法，其特征在于：該步驟(A02)的該離子槍采用預定比例的該至少一種氣體搭配預定偏壓及制程壓力進行調整，以供該離子槍將該至少一種氣體的離子對于該鉆頭的該切削部的表面及該至少二道的該排屑槽的表面，進行轟擊的表面改質加工，且該鉆頭的該切削部的表面及該至少二道的該排屑槽的表面經該轟擊的表面改質加工后，表面粗糙度為Ra<0.5μm。
8.如權利要求7所述鉆頭表面改質構造的加工方法，其特征在于：該離子槍所使用的預定比例的該至少一種氣體為惰性氣體的氬(Ar)、氪(Kr)，或氫(H2)、氮(N2)，或含碳氣體的甲烷(CH4)、乙炔(C2H2)；而該預定比例為惰性氣體的氬(Ar)或氪(Kr)30％SCCM(立方厘米每分鐘]，氫(H2)40％SCCM及含碳氣體30％SCCM；或者惰性氣體的氬氣(Ar)或氪(Kr)為：70％SCCM及氫(H2)為：30％SCCM；或者惰性氣體的氬氣(Ar)或氪(Kr)為：80％SCCM及含碳氣體為：20％SCCM；或者惰性氣體的氬氣(Ar)或氪(Kr)為：50％SCCM及氫(H2)為：50％SCCM；亦或者惰性氣體的氬氣(Ar)或氪(Kr)為：50％SCCM及含碳氣體為：50％SCCM；且該離子槍所應用的該預定偏壓為≥300V(伏特，Voltage)，制程壓力為≤1.0×10-1torr。
9.如權利要求5所述鉆頭表面改質構造的加工方法，其特征在于：該步驟(A03)的該非晶類鉆碳薄膜是以陰極電弧加工或濺鍍加工，將至少一種元素成型于該鉆頭的該切削部及該至少二道的該排屑槽的表面，且該非晶類鉆碳薄膜的膜層厚度為20～1000納米(nm)，而該非晶類鉆碳薄膜的X光光電子能譜儀(X-ray?photoelectron?spectroscope,XPS)所測量的SP3雜化碳-碳(C-C)鍵的比例≥60％，以及硬度達到40～60GPa。
10.如權利要求9所述鉆頭表面改質構造的加工方法，其特征在于：該非晶類鉆碳薄膜為采用碳、氮、硅、硼、鉻、鈦或鎢元素的至少一種，于該鉆頭的該切削部及該至少二道的該排屑槽的表面成型該非晶類鉆碳薄膜的膜層。
...【技術特征摘要】
1.一種鉆頭表面改質構造，該鉆頭包括鉆柄部及切削部，且該切削部設有至少二道螺旋環繞式的排屑槽，其特征在于：
2.如權利要求1所述的鉆頭表面改質構造，其特征在于：該排屑槽的表面所設該非晶類鉆碳薄膜是利用至少一種元素通過陰極電弧加工或濺鍍加工成型，且該非晶類鉆碳薄膜的膜層厚度為20～300納米(nm)，以及硬度達到40～60gpa。
3.如權利要求2所述的鉆頭表面改質構造，其特征在于：該非晶類鉆碳薄膜是利用碳、氮、硅、硼、鉻、鈦或鎢元素的至少一種加工成型。
4.如權利要求3所述的鉆頭表面改質構造，其特征在于：該非晶類鉆碳薄膜為采用碳元素添加氮、硅或硼的其中任一種以上元素，碳元素添加鉻、鈦或鎢的其中任一種以上的元素，或者碳元素添加氮、硅、硼或鉻、鈦、鎢的其中任二種以上元素加工成型。
5.一種鉆頭表面改質構造的加工方法，其特征在于：包括鉆頭及成型于該鉆頭的切削部的表面的非晶類鉆碳薄膜，并依據下列步驟實施加工制造：
6.如權利要求5所述鉆頭表面改質構造的加工方法，其特征在于：該步驟(a01)的該治具為三轉式或四轉式的旋動式套筒治具。
7.如權利要求5所述鉆頭表面改質構造的加工方法，其特征在于：該步驟(a02)的該離子槍采用預定比例的該至少一種氣體搭配預定偏壓及制程壓力進行調整，以供該離子槍將該至少一種氣體的離子對于該鉆頭的該切削部的表面及該至少二道的該排屑槽的表面，進行轟擊的表面改質加工，且該鉆頭的該切削部的表面及該至少二道的該排屑槽的表面經該轟擊的表面改質加工后，表面粗糙度為ra<0.5μm。
8.如權利要求7所述鉆頭表面改質...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃英明，葉千瑞，
申請(專利權)人：尖點科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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