RU2022056C1 - Установка для нанесения покрытий - Google Patents
Установка для нанесения покрытий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2022056C1 RU2022056C1 SU5002413A RU2022056C1 RU 2022056 C1 RU2022056 C1 RU 2022056C1 SU 5002413 A SU5002413 A SU 5002413A RU 2022056 C1 RU2022056 C1 RU 2022056C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- key
- pole
- reversing
- holder
- vacuum chamber
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Использование: для комплексной поверхностной вакуумно-плазменной обработки инструмента и деталей машин. Сущность изобретения: установка содержит являющуюся анодом вакуумную камеру (ВК) с расположенными в ней по меньшей мере двумя катодами (К) электродуговых испарителей. В полости ВК между катодами расположен держатель (Д) изделий с изолированным токоподводом. Кроме того, установка снабжена источником питания (ИП) по числу катодов электродуговых испарителей. Между К и Д установлен оптически непрозрачный поворотный экран. Включение установки на соответствующий режим работы осуществляется посредством двухполюсного ключа (ДК) и реверсирующего ключа (РК). Один из полюсов РК соединен с переключателем ДК, другой с ВК. ИП подключен к переключателям РК. Один из полюсов ДК соединен с Д. При выдержке прогретых изделий в азотной плазме (азотировании) положительный полюс ИП посредством ДК и РК соединен с К. Экран при этом закрыт. При нанесении упрочняющего покрытия К посредством РК соединяется с отрицательным полюсом ИП, а на Д подается отрицательный потенциал от ИП. Экран при этом открыт. В результате комплексной поверхностной обработки изделий повышается их износостойкость. 1 ил.
Description
Изобретение относится к вакуумно-плазменной обработке инструмента и деталей машин и может быть применено в машиностроении.
Известны установки для комплексной обработки инструмента и деталей машин (комплексная обработка включает в себя азотирование с последующим нанесением износостойкого покрытия). Процесс комплексной поверхностной обработки производится в установке двух типов: установках ионного азотирования [1] и в установках ионно-плазменного напыления (например, в установках типа "Булат"). При проведении процесса комплексной обработки в двух установках производительность процесса падает практически в два и более раз.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является установка для нанесения упрочняющих покрытий, содержащая при электродуговых испарителя, установленных на фланцах вакуумной камеры, получающих электропитание от трех источников постоянного тока [2].
К недостатку установки следует отнести ограниченность ее технологических возможностей. В установке возможно нанесение только упрочняющих покрытий. При этом особенностью установки является то, что прогрев изделий осуществляется бомбардировкой ионами металла. При обработке большой массы металлических изделий время прогрева велико и за это время происходит растравливание поверхности изделия. При необходимости комплексной поверхностной обработки инструмента, включающей химико-термическую обработку с последующим нанесением износостойкого покрытия, обработку проводят в двух установках: установке ионного азотирования с последующим нанесением покрытия в установке типа "Булат". В результате производительность процесса в целом уменьшается.
Цель изобретения - расширение технологических функций установки за счет обеспечения возможности выполнения дополнительных технологических операций химико-термической обработки и электронного нагрева изделий.
Цель достигается тем, что в установке, содержащей являющуюся анодом вакуумную камеру с расположенными в ней по меньшей мере двумя катодами электродуговых испарителей из испаряемого материала, источники питания по числу катодов электродуговых испарителей и держатель изделий с изолированным токоподводом, дополнительно установлен оптически непрозрачный поворотный экран, расположенный между держателем изделий и одним из катодов, двухполюсный и реверсирующий ключи, при этом один из полюсов двухполюсного ключа соединен с катодом, который не закрыт экраном, а другой - с токоподводом держателя изделий, переключатель двухполюсного ключа соединен с одним из переключаемых полюсов реверсирующего ключа, другой полюс которого соединен с вакуумной камерой, а источник питания катода, соединенного с полюсом двухполюсного ключа, подключен к переключателям реверсирующего ключа.
На чертеже представлена конструктивная схема установки.
Установка содержит вакуумную камеру 1, одновременно являющуюся анодом. В вакуумной камере установлены катоды 2-4 электродуговых испарителей металлов, которые получают электропитание от источников 5-7 постоянного тока.
Изделия 8 установлены в держателе 9, имеющем изолированный от камеры токоподвод 10. Источник 7 подключен к переключающим полюсам реверсивного ключа 11 и соединен с электродом испарителя с помощью двухполюсного ключа 12. Между катодом 2 и держателем 9 установлен поворотный оптически непрозрачный экран 13, выполненный в виде двух раздвигающихся в разные стороны половин. В установке также имеются высоковольтный источник 14 и ключ 15.
Работает установка следующим образом.
При проведении процесса комплексной поверхностной обработки инструмента (азотирование поверхностного слоя и нанесение износостойкого покрытия) вакуумная камера 1 откачивается системой высоковакуумной откачки до давления 1˙10-3 Па и затем в нее производится напуск азота до давления 1˙10-1 Па. При проведении процесса азотирования экран 13 перекрывает катод 2 от изделий 8. Пластины экрана сдвинуты. Для проведения процесса азотирования необходимо прогреть изделия до рабочей температуры и затем выдержать при этой температуре в течение определенного времени, задаваемого техпроцессом. Прогрев изделия в среде азотной плазмы до рабочей температуры осуществляется электронами двухступенчатого вакуумно-дугового разряда (ДВДР). ДВДР возбуждается между катодом 2 электродугового испарителя и катодом 4 электродугового испарителя, расположенным напротив катода 2 и который при возбуждении ДВДР является анодом. При возбуждении ДВДР реверсивный переключатель 11 находится в положении А. В этом положении положительный полюс источника 7 питания подключен к переключателю двухполюсного ключа 12, а отрицательный - к вакуумной камере ДВДР с помощью ключа 12 может быть подключен либо к катоду 4, либо к токоподводу 10 держателя 9 изделий. При прогреве изделий ключ 12 находится в положении В (разряд возбуждается между катодом 2 и изделием 8). ДВДР в пространстве вакуумной камеры образует два разнородных в физическом отношении пространства: пространство между катодом 2 и экраном 13 заполнено металлогазовой плазмой и пространство между экраном и остальной областью вакуумной камеры заполнено чисто газовой плазмой, поскольку ионы металла, двигающиеся от катода по прямолинейным траекториям, в "заэкранное" пространство не попадают. При подаче положительного потенциала от источника 7 электроны азотной плазмы ДВДР бомбардируют поверхность изделия и прогревают ее. При прогреве изделий электронным ударом растравливание поверхности изделия не происходит. Когда температура изделий достигнет рабочей, система контроля температуры (оптический пирометр на чертеже не показан) переключает ключ 12 в положение Г. При этом разряд переходит с изделий 8 на электрод 4. В то же время изделия находятся в азотной плазме. После достижения рабочей температуры начинается процесс изотермической выдержки, в течение которого азот диффундирует в поверхностный слой изделия, насыщая ее. Процесс стимулируется атомами атомарного азота, возникающими в положительном столбе плазмы ДВДР, Поддержание температуры производится переключением ключа 12 из положения В в Г и наоборот. После проведения процесса химико-термической обработки производится процесс нанесения упрочняющего покрытия (например, из нитрида титана). Для проведения этого процесса ключ 12 переводится в положение Г, реверсивный ключ 11 - в положение Б, а половины экрана 13 разводятся в разные стороны, открывая путь потоку металлической плазмы от катода 2 к изделиям 8, и включается также источник 6 питания, замыкается ключ 15 и включается источник 14. При проведении этих операций анод ДВДР 4 становится катодом электродугового испарителя, а на изделия 8 подается от источника 14 отрицательный потенциал.
Проверку работоспособности предложенного технического решения проводили на модернизированной установке "Булат 6". В установке был изготовлен раздвигающийся экран 13 в виде двух полудисков из нержавеющей стали. В качестве реверсируемого ключа использовали два контактора. Переключение контактора не производилось под током. В качестве ключа 12 также использовали два контактора. Процессу комплексной поверхностной обработки в установке подвергались режущие пластины из ст. Р6М5.Пластины устанавливали на барабане, расположенном на столе вращения установки "Булат 6". Нагрев пластин электронами проводился при токе ДВДР 100 А и напряжении 80 В. Температура прогрева пластин 510оC. Время изотермической выдержки - 15 мин. Толщина азотированного слоя - 15 мкм. После азотирования проводилось нанесение слоя из нитрида титана толщиной 5 мкм. В процессе комплексной обработки повысилось качество нанесенного покрытия. Износостойкость режущих пластин, прошедших комплексную поверхностную обработку, при точении стали 40Х возросла по сравнению с необработанными пластинами в 7 раз, что в два раза выше, чем износостойкость пластин только с покрытием из нитрида титана.
Claims (1)
- УСТАНОВКА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ методом электродугового испарения, содержащая вакуумную камеру, являющуюся анодом с расположенными в ней по меньшей мере двумя катодами электродуговых испарителей из испаряемого материала, источники питания по числу катодов электродуговых испарителей и держатель изделий с изолированным токоподводом, отличающаяся тем, что она содержит оптически непрозрачный поворотный экран, расположенный между держателем изделий и одним из катодов, двухполюсный и реверсирующий ключи, при этом один из полюсов двухполюсного ключа соединен с одним из не закрытых экраном катодов, а другой - с токоподводом держателя изделий, переключатель двухполюсного ключа соединен с одним из переключаемых полюсов реверсирующего ключа, другой полюс которого соединен с вакуумной камерой, а источник питания катода, соединенного с полюсом двухполюсного ключа, подключен к переключателям реверсирующего ключа.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5002413 RU2022056C1 (ru) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | Установка для нанесения покрытий |
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 |
---|---|---|---|
SU5002413 RU2022056C1 (ru) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | Установка для нанесения покрытий |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2022056C1 true RU2022056C1 (ru) | 1994-10-30 |
Family
ID=21585278
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5002413 RU2022056C1 (ru) | 1991-04-29 | 1991-09-11 | Установка для нанесения покрытий |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2022056C1 (ru) |
-
1991
- 1991-09-11 RU SU5002413 patent/RU2022056C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Лахтин Ю.М. и др. Химико-термическая обработка металлов. М.: Металлургия, 1985, с.177-181. * |
2. Установка "Булат-6". Паспорт, Ф.-10000-02-ПС, 1984. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5294322A (en) | Electric arc coating device having an additional ionization anode | |
JP4619464B2 (ja) | 低電圧アーク放電からのイオンを用いて基体を処理するための方法および装置 | |
US5015493A (en) | Process and apparatus for coating conducting pieces using a pulsed glow discharge | |
US9812299B2 (en) | Apparatus and method for pretreating and coating bodies | |
US4478703A (en) | Sputtering system | |
JPH02285072A (ja) | 加工物表面のコーティング方法及びその加工物 | |
US6168698B1 (en) | Apparatus for coating a substrate | |
AU2006349512B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing cleaned substrates or clean substrates which are further processed | |
Shugurov et al. | QUINTA equipment for ion-plasma modification of materials and products surface and vacuum arc plasma-assisted deposition of coatings | |
JP2001190948A (ja) | 表面をプラズマ処理する方法及び装置 | |
CN110637103B (zh) | 反应性溅射装置和使用了该反应性溅射装置的复合金属化合物或混合膜的成膜方法 | |
US6083356A (en) | Method and device for pre-treatment of substrates | |
RU2022056C1 (ru) | Установка для нанесения покрытий | |
RU2311492C1 (ru) | Устройство для высокоскоростного магнетронного распыления | |
RU2026413C1 (ru) | Способ нагрева электропроводящих изделий в рабочей камере | |
AU734117B2 (en) | Rotary apparatus for plasma immersion-assisted treament of substrates | |
KR20210105376A (ko) | 플라즈마 처리들을 실행하기 위한 플라즈마 소스를 위한 전극 배열 | |
JPH11335832A (ja) | イオン注入方法及びイオン注入装置 | |
RU2060298C1 (ru) | Установка для вакуумно-плазменной обработки изделий в среде рабочего газа | |
RU2453629C2 (ru) | Установка для комплексной ионно-плазменной обработки | |
RU2037561C1 (ru) | Устройство для упрочняющей поверхностной обработки | |
RU2423754C2 (ru) | Способ и устройство для изготовления очищенных подложек или чистых подложек, подвергающихся дополнительной обработке | |
RU2037559C1 (ru) | Способ нанесения покрытий на изделия методом ионного распыления и устройство для его осуществления | |
RU1834912C (ru) | Установка дл нанесени покрытий | |
RU2329334C2 (ru) | Установка для комплексной обработки поверхности изделий в вакууме |