RU2010031C1 - Вакуумная печь - Google Patents
Вакуумная печь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2010031C1 RU2010031C1 SU4938768A RU2010031C1 RU 2010031 C1 RU2010031 C1 RU 2010031C1 SU 4938768 A SU4938768 A SU 4938768A RU 2010031 C1 RU2010031 C1 RU 2010031C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- pump
- vacuum
- power source
- vacuum chamber
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Abstract
Изобретение относится к оборудованию для обработки материалов с подогревом и может быть использовано для термообработки металлов и сплавов, сварных швов, диффузионной сварки и пайки, азотирования в газовом разряде. Сущность изобретения: вакуумная печь содержит вакуумную камеру 1, держатель 6 изделий 7, имеющий изолированный от камеры токоподвод, и электродуговой насос, имеющий камеру-анод 3, интегрально-холодный расходуемый катод 4 из геттерного материала, при этом положительный полюс источника питания насоса и отрицательный полюс источника питания несамостоятельного газового разряда соединены вместе и посредством диода подключены к вакуумной камере. 1 ил.
Description
Изобретение относится к оборудованию для обработки материалов с подогревом и может быть использовано для термообработки металлов и сплавов, сварных швов, диффузионной сварки и пайки, азотирования в газовом разряде.
Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является вакуумная печь, в которой нагрев изделий осуществляется электронами несамостоятельного двухступенчатого вакуумно-дугового разряда. Вакуумная печь содержит камеру с многослойным теплоизолирующим экраном, токоподводы, соединенные с полюсами источника тока, держатель изделий и высоковакуумный насос. Высоковакуумный насос выполнен электродуговым, токоподвод, соединенный с отрицательным полюсом источника тока, подключен к внутреннему слою теплоизолирующего экрана, а токоподвод, соединенный с положительным полюсом источника тока, подключен к держателю изделия.
Недостаток печи заключается в следующем. В процессе работы вакуумная камера печи заполняется газовой плазмой, при этом вакуумная камера приобретает отрицательный потенциал относительно газовой плазмой, при этом вакуумная камера приобретает отрицательный потенциал относительно газовой плазмы. Поскольку стенки вакуумной камеры не являются идеально чистыми, то возможно появление на ее поверхности участков, на которых под воздействием газовой плазмы и потенциала между камерой и плазмой образуются катодные пятна. При образовании катодных пятен источник питания, включенный между держателями изделий и внутренним теплоизолирующим экраном, начинает поддерживать образовавшийся разряд. Сила тока в разряде определяется напряжением источника питания и параметрами внешней цепи, т. е. в зависимости от мощности печи может достигать десятков и сотен ампер. При этом катодом разряда становится не катод электродугового насоса, а внутренний экран. Если не выключить источник питания, то катодные пятна могут прожечь экран.
Целью изобретения является повышение надежности работы вакуумной печи.
Цель достигается тем, что в вакуумной печи, содержащей камеру, держатель изделий, имеющий изолированный от камеры токоподвод и электродуговой насос, имеющий анод и расходуемый катод из геттерного материала, источник питания насоса, источник питания несамостоятельного газового разряда, причем положительный полюс подключен к токоподводу держателя изделий, положительный полюс источника питания насоса и отрицательный полюс источника питания несамостоятельного газового разряда соединены вместе и посредством диода подключены к вакуумной камере.
На чертеже изображена схема вакуумной печи, содержащей вакуумную камеру 1, на фланце 2 которой установлен электродуговой титановый насос, содержащий камеру-анод 3, интегрально холодный катод 4 вакуумно-дугового разряда и шевронную ловушку 5, препятствующую попаданию испаряемых с поверхности катода 4 паров титана в вакуумную камеру 1. В вакуумной камере установлен держатель 6 изделий 7 и имеется игольчатый натекатель 8 для подачи рабочего газа. Электропитание электродугового насоса осуществляется от источника 9 питания постоянного тока. Возбуждение несамостоятельного дугового разряда производится с помощью источника 10 питания постоянного тока. Положительный полюс источника 9 питания, отрицательный полюс источника 10 питания и анод диода 11 соединены вместе, а катод диода 11 соединен с вакуумной камерой.
Последняя заполнена газовой плазмой 12.
Работает печь следующим образом.
Вакуумная камера 1 системой форвакуумной откачки (на чертеже не показана) откачивается до давления не выше 1 Па, затем включается источник 9 питания и возбуждается дуговой разряд в электродуговом насосе. Разряд в насосе возбуждается между катодом 4 из титана и камерой-анодом 3. В результате с поверхности катода 4 испаряется титан, который, осаждаясь на шевронной ловушке 5 и внутренних стенках камеры-анода 3, откачивает газы. Шевронная ловушка 5 электродугового насоса задерживает частицы титана, которые движутся с поверхности катода по прямолинейным траекториям. После откачки вакуумной камеры в нее с помощью игольчатого натекателя напускается рабочий газ (им может быть инертный газ либо какой-нибудь другой, например азот) до давления 10-2 - 10 Па и включается источник 10 питания. При этом в вакуумной камере 1 возбуждается несамостоятельный газовый разряд. Разряд существует между катодом 4 электродугового насоса, держателем 6 и изделием 7, являющимся анодом. Под воздействием электрического поля, создаваемого внутри вакуумной камеры 1 при помощи источника 10 питания, с границы металлической плазмы, формируемой внутри шевронной ловушки 5, извлекаются электроны, которые устремляются к аноду (изделиям 7 и держателю 6). По пути к аноду электроны ионизируют рабочий газ, образуя внутри объема камеры 1 газовую плазму, а также прогревают поверхность изделия. Диод 11 не препятствует горению разряда между камерой-анодом 3 и катодом 4. В то же время при образовании униполярной вакуумной дуги между камерой 1, заряженной отрицательно относительно газовой плазмы 12, заполняющей пространство вакуумной камеры, и диодом 11 последней препятствует подпитке этой дуги источником 10 питания, поскольку диод 11 при такой полярности является запертым. Таким образом, возникшая относительно слаботочная униполярная дуга не перестает в дуговой разряд, питаемый источником 10 питания, как это было в прототипе.
Работоспособность заявляемой вакуумной печи проверялась в печи для плазменного азотирования, имеющей следующие размеры вакуумной камеры: диаметр 500 мм, длину 500 мм. Для откачки печи применен электродуговой насос быстротой откачки 2000 л/с. Источник 9 питания электродугового насоса позволяет получить ток 60 А при напряжении 30 В. Источник 10 питания имеет напряжение 100 В и силу тока 60 А. В цепь источника 10 питания включен ограничивающий ток резистор. Рабочее давление азота, при котором производится процесс азотирования, примерно 5˙10-2 Па.
При работе печи иногда возникают униполярные дуги, однако поскольку они не подпитываются источником 10 питания, то они самопроизвольно загасают. При исключении диода из схемы (источники 10 и 9 непосредственно соединяются с вакуумной камерой 1) возникающая униполярная дуга переходит в дуговой разряд с катодным пятном на внутренней поверхности вакуумной камеры, питаемый от источника 10 питания. При этом начинает испаряться материал камеры и поверхность изделия загрязняется. (56) Арзамасов Б. Н. Химико-термическая обработка металлов в активизированных газовых средах. М. : Машиностроение, 1979, с. 118-124, рис. 65.
Claims (1)
- ВАКУУМНАЯ ПЕЧЬ , содеpжащая камеpу, деpжатель изделий с изолиpованным от камеpы токовводом и электpодуговой насос, имеющий анод и pасходуемый катод из геттеpного матеpиала, источник питания насоса, источник питания несамостоятельного газового pазpяда, положительная клемма котоpого подключена к токоподводу деpжателя изделий, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности в pаботе, положительная клемма источника питания насоса и отpицательная клемма источника питания несамостоятельного газового pазpяда соединены, пpичем к общей точке их соединения включен диод, подключенный дpугим выходом к стенке вакуумной камеpы.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4938768 RU2010031C1 (ru) | 1991-04-29 | 1991-04-29 | Вакуумная печь |
US08/146,043 US5503725A (en) | 1991-04-29 | 1992-04-23 | Method and device for treatment of products in gas-discharge plasma |
JP4511099A JPH06506986A (ja) | 1991-04-29 | 1992-04-23 | ガス放電プラズマ中での製品の処理方法と装置 |
PCT/RU1992/000088 WO1992019785A1 (en) | 1991-04-29 | 1992-04-23 | Method and device for treatment of articles in gas-discharge plasma |
DE69227313T DE69227313T2 (de) | 1991-04-29 | 1992-04-23 | Verfahren und vorrichtung zur behandlung von bauteilen in einem gasentladungsplasma |
EP92911913A EP0583473B1 (en) | 1991-04-29 | 1992-04-23 | Method and device for treatment of articles in gas-discharge plasma |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4938768 RU2010031C1 (ru) | 1991-04-29 | 1991-04-29 | Вакуумная печь |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010031C1 true RU2010031C1 (ru) | 1994-03-30 |
Family
ID=21575837
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4938768 RU2010031C1 (ru) | 1991-04-29 | 1991-04-29 | Вакуумная печь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2010031C1 (ru) |
-
1991
- 1991-04-29 RU SU4938768 patent/RU2010031C1/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3793179A (en) | Apparatus for metal evaporation coating | |
CN109913799B (zh) | 一种pvd镀膜用弧光电子源增强辉光放电表面活化工艺 | |
Osipov et al. | A plasma–cathode electron source designed for industrial use | |
EP0583473A4 (en) | Method and device for treatment of articles in gas-discharge plasma | |
JPH0676773A (ja) | 低圧放電の発生及び点弧方法並びに真空加工装置及び該装置の陰極チェンバ | |
JP2004211127A (ja) | 真空アーク蒸着装置 | |
JP4364950B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
UA101678C2 (ru) | ВАКУУМНОДУГОВОЙ испаритель для генерирования катодной ПЛАЗМЫ | |
RU2010031C1 (ru) | Вакуумная печь | |
US20200343004A1 (en) | Low pressure plasma mode | |
RU2661493C1 (ru) | Способ управления скоростью распыления материала в геттерном насосе и устройство геттерного насоса | |
RU165688U1 (ru) | Генератор газоразрядной плазмы с низким давлением зажигания разряда | |
RU2607398C2 (ru) | Способ нанесения покрытий путем плазменного напыления и устройство для его осуществления | |
RU2801364C1 (ru) | Способ генерации потоков ионов твердого тела | |
RU31382U1 (ru) | Устройство для формирования покрытия на внутренней поверхности изделия | |
NL8401070A (nl) | Werkwijze voor het verhitten van voorwerpen in een vacuumvat. | |
SU1102408A1 (ru) | Ионно-геттерный насос | |
RU2116707C1 (ru) | Устройство для создания низкотемпературной газоразрядной плазмы | |
SU368807A1 (ru) | Электродуговой испаритель | |
Bugaev et al. | Low-Voltage Discharge with a Self-Heating Hollow Cathode for Charged Particle Sources and Plasma Generators | |
SU253263A1 (ru) | О- ТЕХНЙЧЕСКАЯ^«ыжетЕкл | |
RU96115223A (ru) | Устройство для формирования поверхностных слоев на изделиях методом обработки в плазме газового разряда | |
RU2114487C1 (ru) | Способ магнетронного распыления | |
US3084032A (en) | Method of melting materials | |
Гущин et al. | GAS DISCHARGE BREAKDOWN: WHAT IS IT AND METHODS OF DETERMINATION |