本發(fā)明涉及一種在鉭噴絲頭表面滲氮并鍍DLC膜的方法。
背景技術(shù)：
噴絲頭是化纖紡織企業(yè)的重要紡絲基礎(chǔ)原件，其質(zhì)量的好壞直接影響到化纖紡絲機(jī)的機(jī)械性能。制造噴絲頭的材料主要有金-鉑(Au-Pt)、鉭等材料，要求噴絲頭具有高硬度、高耐磨性、表面粗糙度高、有良好的可紡性。由于金鉑噴絲頭價格昂貴，國內(nèi)企業(yè)用鉭噴絲頭表面滲氮或鉭噴絲頭預(yù)先表面滲氮在陽極氧化處理，但經(jīng)過陽極氧化處理的噴絲頭孔道粗糙度降低，使噴絲頭的可紡性和使用不如金鉑噴絲頭。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在鉭噴絲頭表面滲氮并鍍DLC膜的方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：
所述在鉭噴絲頭表面滲氮并鍍DLC膜的方法包括如下步驟：
(1)將鉭噴絲頭表面拋光至0.02μm以上；
(2)將表面拋光后的鉭噴絲頭清洗并烘干；
(3)用顯微鏡檢測清洗后的鉭噴絲頭，若無任何污染則放入爐內(nèi)(在爐內(nèi)要分7層擺放，每層間隔80mm，頂層必須蓋好)，將爐內(nèi)抽真空至真空度為5×102Pa，溫度升到500—700℃，保溫1—1.5h后加入氫和氮，其中，氫和氮的體積比為(4.5—5.5):1，優(yōu)選為5：1，用冷卻水冷卻，待爐內(nèi)溫度降至100℃以下時取出鉭噴絲頭；
(4)將取出的鉭噴絲頭清洗并烘干；
(5)用顯微鏡檢測清洗后的鉭噴絲頭，若無任何污染則放入爐內(nèi)(每個鉭噴絲頭的距離要一致均勻)，用磁控濺射的方法在鉭噴絲頭表面鍍上DLC膜；鍍膜采用的靶材為乙炔，鍍膜條件如下：真空度為5×10-3—8×10-3Pa，溫度180—280℃，濺射時間為1—3h；鍍膜后將鉭噴絲頭冷卻至100℃以下，即得表面鍍DLC膜的鉭噴絲頭。
優(yōu)選地，步驟(2)和(4)所述的清洗是先將表面拋光后的鉭噴絲頭在濃度為98％的硫酸中，于140℃條件下進(jìn)行煮酸處理25—35min，優(yōu)選為30min，然后用清水沖洗后再用去離子水清洗，再在超聲清洗槽里用酒精、丙酮和去離子水依次進(jìn)行超聲清洗。
優(yōu)選地，步驟(3)和(5)所述顯微鏡為放大150倍的測量顯微鏡。
優(yōu)選地，步驟(5)所述濺射時間為60—80min。
下面對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：
本發(fā)明把鉭噴絲頭煮酸140℃/30分鐘→清水沖洗→去離子水清洗兩遍各10分鐘，把鉭噴絲頭放入爐內(nèi)，把溫度升到500—700℃，保溫1小時，真空度抽至真空度為5×102Pa，加入高純氫(99.99％)和高純氮(99.99％)(比例為5:1)，爐體冷卻水冷卻，爐體溫度降到100℃以下，取出工件，表面形成TaN和非晶態(tài)層。再把離子氮化后鉭噴絲頭煮酸→沖洗→去離子水清洗→酒精→丙酮→去離子水各洗10分鐘，把鉭噴絲頭掛在爐內(nèi)的掛鉤上，關(guān)上爐門。掛在掛鉤的距離位置要合適，保證鉭噴絲頭的里外部均勻的鍍到，鍍膜爐預(yù)熱把抽真空至真空度為5×10-3—8×10-3Pa，溫度升到180℃—280℃，濺射時間為1-3小時，待溫度降到100℃，將工件取出。本發(fā)明的材料來源于99.95％鉭粉，經(jīng)粉末冶金方法壓成鉭條放入垂熔爐經(jīng)2400-2600℃的高溫?zé)Y(jié)后，直接鍛打軋制成片，經(jīng)過退火后硬度達(dá)到HV80-100左右，延伸率在38％以上，經(jīng)過沖壓成型，制成毛坯后在沖壓件底部用自動數(shù)控打孔機(jī)沖2100×0.055的孔，經(jīng)過研磨拋光后使噴絲頭表面粗糙度達(dá)到0.01um以上，再用300W頻率18赫茲的超聲清洗機(jī)清洗。
本發(fā)明在鉭噴絲頭表面預(yù)先通過輝光離子氮化在鉭噴絲頭的表面滲上一層氮，表面成為間隙固溶體，表面硬度提高，再利用磁控濺射的方法鍍上一層DLC膜，這樣可以提高噴絲頭的表面硬度、孔道表面光潔度、及噴絲頭的耐腐蝕性。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
(1)在鉭噴絲頭表面滲氮后，表面形成間隙固溶體再鍍上一層DLC膜，可以大大提高噴絲頭的表面硬度、噴絲頭強(qiáng)度、及耐腐蝕性、還提高了孔道光潔度，和較低的摩擦系數(shù)使噴絲頭的可紡性更好。
(2)提高了化纖紡絲的生產(chǎn)效率，而價格只有黃鉑合金的1/4左右。
具體實施方式
鉭噴絲頭為Ф16帽型噴絲頭，孔徑為0.055mm，純度為99.95％，設(shè)備為離子氮化爐。
具體步驟為：把鉭噴絲頭煮酸140℃/30分鐘→清水沖洗→去離子水清洗兩遍各10分鐘，把鉭噴絲頭放入爐內(nèi)，把溫度升到500-700℃/保溫1小時，真空度抽到5×102,，加入H、N(比例為5:1)，爐體冷卻水冷卻，爐體溫度降到100℃以下，取出工件。
再把離子氮化后鉭噴絲頭140℃硫酸/30分鐘→清水沖洗→去離子水超聲清洗兩遍/各10分鐘→酒精超聲清洗/10分鐘→丙酮超聲清洗/10分鐘→去離子水超聲清洗/10分鐘→烘干。在放大150倍的測量顯微鏡底下觀察無任何污染或臟物后，用電焊機(jī)在噴絲頭上焊一條鉭箔掛在磁控濺射的爐內(nèi)的掛件上，把掛件的距離調(diào)節(jié)合適并且距離均勻關(guān)上爐門，用離子源清洗噴絲頭表面，清洗完后開真空泵，將爐內(nèi)真空抽至真空度為5×10-3—8×10-3Pa，溫度升到180至280℃開始放入乙炔氣體，濺射溫度為180℃，濺射時間為60—80分鐘，待爐內(nèi)溫度降至100℃以下，把工件取出。