一种具有耐氧化硬质润滑涂层的PCB钻头的制作方法

本实用新型属于钻头的技术领域，具体涉及一种具有耐氧化硬质润滑涂层的PCB钻头。

背景技术：

印制板钻孔用钻头一般都采用硬质合金，因为环氧玻璃布复铜箔板对刀具的磨损特别快，硬质合金是以碳化钨粉末为基体，以钴粉作粘结剂经加压、烧结而成，由于其硬度很高，非常耐磨，适于高速切削，但韧性差，非常脆，但是由于PCB材料特性，硬质合金的钻头的钻孔速度、钻孔质量和钻头寿命不如人意。有的采用在碳化基体上化学汽相沉积一层特硬碳化钛或氮化钛，使其具有更高的硬度，有的用离子注入技术，将钛、氮、和碳注入其基体一定的深度。

此外，中国专利文献公开了一种具有金刚石涂层的PCB硬质合金钻头(公开号：CN 205165990 U)，其硬质合金本体表面涂覆有金刚石涂层，金刚石涂层和硬质合金本体之间设碳化硅过渡层。上述方案在一定程度上提高了使用寿命，但是这几种方案至少还存在以下缺陷：第一，涂层没有兼顾耐磨性，在提升钻头的使用寿命上也极其有限，第二，明显降低钻头的排屑能力，导致“缠丝”的现象，进而降低钻头的钻孔孔位精度，第三，由于没有耐氧化层，进一步加剧加工产品时的氧化反应。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种具有耐氧化硬质润滑涂层的PCB钻头，以能够兼顾耐磨性和润滑性，提升钻头的使用寿命和提高钻头的排屑能力，同时也兼顾了耐氧化性，缓解加工产品时的氧化反应。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种具有耐氧化硬质润滑涂层的PCB钻头，包括钻柄及与所述钻柄一体成型的钻头，所述钻头的表面涂覆有硬质涂层，所述硬质涂层的表面涂覆有润滑涂层，所述润滑涂层的表面涂覆有耐氧化涂层。本实用新型针对顾客对PCB钻头的使用寿命要求越来越高，采用增加耐氧化涂层、润滑涂层和硬质涂层的方案，能够兼顾耐磨性和润滑性，提升钻头的耐磨能力和提高钻头的排屑能力，同时也兼顾了耐氧化性，缓解加工产品时的氧化反应，实现延长PCB钻头的使用寿命，降低加工PCB板的成本。

作为本实用新型所述的一种具有耐氧化硬质润滑涂层的PCB钻头的一种改进，所述硬质涂层厚度为0.8um-1.6um。将硬质涂层限定范围，防止由于硬质涂层过厚增加镀膜的成本，同时防止硬质涂层过薄导致耐磨能力降低，影响使用寿命。

作为本实用新型所述的一种具有耐氧化硬质润滑涂层的PCB钻头的一种改进，所述硬质涂层厚度为1um。进一步确定硬质涂层的厚度，有助于快速设置参数值，同时避免仪器不兼容范围类的参数输入。

作为本实用新型所述的一种具有耐氧化硬质润滑涂层的PCB钻头的一种改进，所述润滑涂层厚度为0.1um-0.3um。将润滑涂层限定范围，防止由于润滑涂层过厚增加镀膜的成本，同时防止润滑涂层过薄导致排屑能力降低，降低钻孔的孔位精度。

作为本实用新型所述的一种具有耐氧化硬质润滑涂层的PCB钻头的一种改进，所述润滑涂层厚度为0.23um。进一步确定润滑涂层的厚度，有助于快速设置参数值，同时避免仪器不兼容范围类的参数输入。

作为本实用新型所述的一种具有耐氧化硬质润滑涂层的PCB钻头的一种改进，所述耐氧化涂层厚度为0.1um-0.8um。将耐氧化涂层限定范围，防止由于耐氧化涂层过厚增加镀膜的成本，同时防止耐氧化涂层过薄导致耐氧化能力降低，进一步加剧加工产品时的氧化反应。

作为本实用新型所述的一种具有耐氧化硬质润滑涂层的PCB钻头的一种改进，所述耐氧化涂层厚度为0.5um。进一步确定耐氧化涂层的厚度，有助于快速设置参数值，同时避免仪器不兼容范围类的参数输入。

作为本实用新型所述的一种具有耐氧化硬质润滑涂层的PCB钻头的一种改进，还包括连接部，所述钻头通过所述连接部与所述钻柄连接，所述钻头、所述连接部和所述钻柄均设置为圆柱结构，所述钻柄的直径大于所述连接部的直径，所述连接部的直径大于所述钻头的直径。增加连接部连接钻头和钻柄，使钻柄的受力更加均匀，防止钻头从钻柄脱落。

作为本实用新型所述的一种具有耐氧化硬质润滑涂层的PCB钻头的一种改进，所述钻头包括钻本体、设置在所述钻本体外表面的排屑槽及设置在所述钻本体一端的钻尖，所述排屑槽为螺旋状。由于分体式结构，局部结构损耗的时候，不影响其他部位的正常使用，增加排屑槽，使切屑容易排出，提高钻孔的精度。

本发明的有益效果在于，本发明包括钻柄及与所述钻柄一体成型的钻头，所述钻头的表面涂覆有硬质涂层，所述硬质涂层的表面涂覆有润滑涂层，所述润滑涂层的表面涂覆有耐氧化涂层。本发明针对顾客对PCB钻头的使用寿命要求越来越高，采用增加耐氧化涂层、润滑涂层和硬质涂层的方案，能够兼顾耐磨性和润滑性，提升钻头的耐磨能力和提高钻头的排屑能力，同时也兼顾了耐氧化性，缓解加工产品时的氧化反应，实现延长PCB钻头的使用寿命，降低加工PCB板的成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中钻头的放大图。

其中：1-硬质涂层；2-润滑涂层；3-耐氧化涂层；4-钻头；5-钻柄；6-连接部；41-钻本体；42-排屑槽；43-钻尖。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接 ；可以是机械连接，也可以是电连接 ；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

实施例1

如图1~2所示，一种具有耐氧化硬质润滑涂层的PCB钻头，包括钻柄5及与钻柄5一体成型的钻头4，钻头4的表面涂覆有硬质涂层1，硬质涂层1的表面涂覆有润滑涂层2，润滑涂层2的表面涂覆有耐氧化涂层3。首先在钻头4的表面涂覆一层硬质涂层1以加强钻头4的耐磨性，然后在硬质涂层1表面再涂覆一层润滑涂层2，最后在润滑涂层2的表面涂覆一层耐氧化涂层3，润滑涂层2初期会被磨损掉，不影响钻头4的寿命，因为内层还有硬质涂层1起到耐磨损作用，依然能保证硬质涂层1对钻头4使用寿命的提升，排屑槽42的润滑涂层2只参与排屑，不会被磨损掉，所以一直起着润滑作用，耐氧化涂层3具有高温氧化性，用于保护钻头4，其实利用涂覆工艺先形成致密的氧化层，因此可减缓切削加工时进一步的氧化反应。

本实用新型还包括连接部6，钻头4通过连接部6与钻柄5连接，钻头4、连接部6和钻柄5均设置为圆柱结构，钻柄5的直径大于连接部6的直径，连接部6的直径大于钻头4的直径，钻头4包括钻本体41、设置在钻本体41外表面的排屑槽42及设置在钻本体41一端的钻尖43，排屑槽42为螺旋状。由于分体式结构，局部结构损耗的时候，不影响其他部位的正常使用，增加排屑槽，使切屑容易排出，提高钻孔的精度。

优选的，硬质涂层1厚度为0.8um，润滑涂层2厚度为0.1um，耐氧化涂层3厚度为0.1um。硬质涂层1、润滑涂层2和耐氧化涂层3的厚度都取范围内的最小值，防止涂层厚度过薄，无法实现各涂层的功能。

本实用新型还公开了一种上述PCB钻头的制造方法，包括以下步骤：

1)清洗：采用超声波清洗将钻头4表面的杂质去除；

2)烘干：将钻头4放入烘箱中烘干；

3)装载：将钻头4安装在夹具上；

4)镀膜：将装有钻头4的夹具放入真空离子镀膜机内进行镀膜，使硬质涂层材料溅射在钻头4的表面生成厚度为0.8um的硬质涂层1，使润滑涂层材料溅射在硬质涂层1的表面生成厚度为0.1um的润滑涂层2，使耐氧化涂层材料溅射在润滑涂层2的表面生成厚度为0.1um的耐氧化涂层3；

5)卸载：将钻头4从真空离子镀膜机内取出，并将钻头4从夹具卸下，完成制备具有耐氧化硬质润滑涂层的PCB钻头。

上述步骤中，硬质涂层1为铝钛氮硬质涂层、铝铬氮硬质涂层和铝钛铬氮硬质涂层中的一种，润滑涂层2为钼硫涂层、钛硼涂层和金刚石涂层中的一种，耐氧化涂层3为氧化锆铝耐氧化涂层、氧化锆硅耐氧化涂层、氧化钛铝耐氧化涂层、氧化钛硅耐氧化涂层、氧化铬铝耐氧化涂层和氧化铬硅耐氧化涂层中的一种。

还需要说明的是：本实用新型的制造方法中，步骤1)采用超声波清洗，具有清洗效果好且清洗速度快的优点，不仅提高生产效率，而且无需人手接触清洗液，安全可靠，对深孔、细缝和工件隐蔽处亦可清洗干净，对工件表面无损伤；步骤2)还可以采用烘工机，烘干机有带式烘干机，滚筒烘干机，箱式烘干机和塔式烘干机，烘干机采用自动控制装置，只需通过控制面板调节好时间，即可自动完成整个烘干过程；步骤4)也可以采用采用化学气相沉积，通过热分解所选定的金属化合物或有机化合物，获得沉积薄膜的过程。

铝钛氮硬质涂层、铝铬氮硬质涂层或铝钛铬氮硬质涂层有助于增加钻头4表面硬度，并且表面光滑；钼硫涂层、钛硼涂层或金刚石涂层能减少摩擦，避免积屑现象；氧化锆铝耐氧化涂层、氧化锆硅耐氧化涂层、氧化钛铝耐氧化涂层、氧化钛硅耐氧化涂层、氧化铬铝耐氧化涂层和氧化铬硅耐氧化涂层都具有良好的耐氧化性，有助于在高温环境下加工产品，并且具有较高的热稳定性，而且有利于降低成本。

实施例2

与实施例1不同的是：本实施例硬质涂层1的厚度为1.6um，润滑涂层2的厚度为0.3um，耐氧化涂层3的厚度为0.8um。硬质涂层1、润滑涂层2和耐氧化涂层3的厚度都取范围内的最大值，防止由于涂层过厚增加镀膜的成本。

其他结构与实施例1相同，这里不再赘述。

实施例3

与实施例1不同的是：本实施例硬质涂层1的厚度为1um，润滑涂层2的厚度为0.23um，耐氧化涂层3的厚度为0.5um。硬质涂层1、润滑涂层2和耐氧化涂层3的厚度都取范围内的中间值，保证控制成本的同时，也确保涂层厚度不影响使用寿命。

其他结构与实施例1相同，这里不再赘述。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。