基于磁控溅射技术的典型零件复合加工方法研究

摘要

小型化、智能化是现代机械的一个重要发展方向，典型零件在各类机械中有着广泛的应用。论文依托某科研项目，基于表面涂覆技术，采用理论分析、过程模拟、试验验证相结合的方法，提出了典型零件制造的一种复合加工方法，并从模拟方法选择、涂覆材料选择、模拟仿真等方面，研究典型零件的涂覆加工工艺等内容，试图开启典型零件复合加工的新途径。
　　 首先，在阐述精密加工和表面工程技术的基础上，提出了机械加工在前，涂覆加工在后，两者结合的复合加工概念，论述了其复合加工方法的工艺路线和关键技术，研究了机械加工精度、涂层精度及零件设计精度之间的关系。比较了化学沉积(CVD)方法和物理沉积(PVD)方法的主要特点和用途以及主要工艺手段和成膜后薄膜的质量，根据零件的设计要求，提出利用物理沉积(PVD)方法中的磁控溅射(MagnetronSputtering)镀膜技术，实行动力学蒙特卡罗(KMC)方法模拟。通过模拟仿真确定加工过程中需要考虑的工艺参数及其对加工质量的影响。
　　 在综合考虑模拟仿真结果、试验条件，选择了合适工艺参数，为涂覆试验奠定基础。以典型零件为研究对象，分析其加工要求，进行了整体工艺规划，确定了定位方案并设计了相应的夹具及与溅射真空室配套使用的转动装置。
　　 最后进行了一系列涂覆试验，测量了涂覆后工件表面粗糙度及涂层均匀性，观察了试验现象，分析了加工效果。试验结果初步达到预期目标。
　　 研究结果对保证典型零件加工质量、提高典型零件的加工工艺水平问题的解决具有一定的参考意义。