UA126291C2 - Installation for obtaining composite coating of internal surfaces of metal hollow parts - Google Patents
Installation for obtaining composite coating of internal surfaces of metal hollow parts Download PDFInfo
- Publication number
- UA126291C2 UA126291C2 UAA201911862A UAA201911862A UA126291C2 UA 126291 C2 UA126291 C2 UA 126291C2 UA A201911862 A UAA201911862 A UA A201911862A UA A201911862 A UAA201911862 A UA A201911862A UA 126291 C2 UA126291 C2 UA 126291C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- metal
- hollow part
- electrode
- conductor
- inductor
- Prior art date
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 67
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 67
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 53
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 37
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 12
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 abstract description 6
- 238000009835 boiling Methods 0.000 abstract description 5
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 abstract description 5
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 description 1
- 229910021392 nanocarbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Винахід належить до галузі металургії. Установка для одержання композиційного покриття внутрішніх поверхонь металевих порожнистих деталей містить генератор імпульсних струмів, послідовно з'єднаний з електродом з коаксіальним отвором, металевим електричним провідником та плоским електродом, металеву порожнисту деталь, зафіксовану між ізоляційною кришкою, на якій закріплено електрод з коаксіальним отвором, та плоским електродом, всередині якої розміщено металевий електричний провідник, патрубки відведення газоподібних продуктів реакції електророзрядного синтезу та підведення вуглецевмісного газу - сировини, розташовані на ізоляційній кришці, та систему нагріву металевого електричного провідника та металевої порожнистої деталі, при цьому система нагріву порожнистої деталі містить індуктор, котушки якого охоплюють порожнисту деталь, батарею конденсаторів, кероване джерело змінної напруги кілогерцового діапазону частот, систему охолодження індуктора та систему керування, яка містить термопару та регулятор температури нагріву, вхід якого з'єднаний з термопарою, a вихід - зі входами генератора імпульсних струмів та керованого джерела змінної напруги кілогерцового діапазону частот, причому індуктор та батарея конденсаторів утворюють паралельний резонансний контур, до якого підключено кероване джерело змінної напруги кілогерцового діапазону частот. Технічний результат: забезпечує більш рівномірну сублімацію провідника при температурі кипіння та більш рівномірне випаровування матеріалу провідника.The invention belongs to the field of metallurgy. The installation for obtaining a composite coating of the inner surfaces of metal hollow parts includes a pulse current generator connected in series with an electrode with a coaxial hole, a metal electrical conductor and a flat electrode, a metal hollow part fixed between an insulating cover on which an electrode with a coaxial hole is fixed, and a flat electrode, inside which a metal electric conductor is placed, nozzles for the removal of gaseous products of the electrodischarge synthesis reaction and the supply of carbon-containing gas - raw materials, located on the insulating cover, and a heating system for a metal electric conductor and a metal hollow part, while the system for heating the hollow part includes an inductor, coils which includes a hollow part, a bank of capacitors, a controlled alternating voltage source of the kilohertz frequency range, an inductor cooling system and a control system that includes a thermocouple and a heating temperature controller, the input of which is connected to the thermocouple, and the output is connected to the inputs of the pulse current generator and the controlled source alternating voltage of the kilohertz frequency range, and the inductor and capacitor bank form a parallel resonant circuit to which a controlled source of alternating voltage of the kilohertz frequency range is connected. Technical result: provides more uniform sublimation of the conductor at the boiling temperature and more uniform evaporation of the conductor material.
Description
Винахід належить до пристроїв для одержання композиційного покриття внутрішніх поверхонь металевих порожнистих деталей, що містить вуглецеві матеріали, метали та їх карбіди. Отримані покриття можуть бути використані для зміцнення поверхонь металообробних інструментів та поверхонь тертя.The invention relates to devices for obtaining a composite coating of the inner surfaces of metal hollow parts containing carbon materials, metals and their carbides. The resulting coatings can be used to strengthen the surfaces of metalworking tools and friction surfaces.
Відомий спосіб одержання композиційного покриття металевих поверхонь (пат. України Мо 134845 МПК (2019.01) В828 3/00, С23С 14/00, В82У 40/00, публ. 10.06.2019), пристрій для реалізації якого містить генератор розрядних струмів, який підключено до електрода з коаксіальним отвором та плоского електрода. Крізь коаксіальний отвір електрода пропущено металевий електричний провідник, який є джерелом металу для композитного покриття, та є дотичним до плоского електрода. Оброблювана деталь зафіксована за допомогою плоского електрода та ізоляційної кришки, крізь яку проходять канали для відведення газоподібних продуктів реакції електророзрядного синтезу та підведення вуглецевмісного газу - сировини.A known method of obtaining a composite coating of metal surfaces (pat. of Ukraine Mo 134845 IPC (2019.01) В828 3/00, С23С 14/00, В82У 40/00, publ. 10.06.2019), the device for the implementation of which includes a generator of discharge currents, which is connected to an electrode with a coaxial hole and a flat electrode. A metal electrical conductor is passed through the coaxial hole of the electrode, which is the source of metal for the composite coating, and is tangential to the flat electrode. The processed part is fixed with the help of a flat electrode and an insulating cover, through which channels pass for the removal of gaseous products of the electrodischarge synthesis reaction and the supply of carbon-containing gas - raw materials.
Стінки деталі, плоский електрод та кришка утворюють розрядну камеру, яка заповнена газом.The walls of the part, the flat electrode and the cover form a discharge chamber that is filled with gas.
Ознаками, що збігаються з суттєвими ознаками винаходу, який заявляється, є такі: генератор імпульсних струмів, послідовно з'єднаний з електродом з коаксіальним отвором, металевим електричним провідником та плоским електродом, металеву порожнисту деталь, зафіксовану між ізоляційною кришкою, на якій закріплено електрод з коаксіальним отвором, та плоским електродом, всередині якої розміщено металевий електричний провідник, патрубки відведення газоподібних продуктів реакції електророзрядного синтезу та підведення вуглецевмісного газу - сировини, розташовані на ізоляційній кришці.Features coinciding with the essential features of the claimed invention are as follows: a pulse current generator connected in series with an electrode with a coaxial hole, a metal electrical conductor and a flat electrode, a metal hollow part fixed between an insulating cover, on which an electrode with a coaxial hole, and a flat electrode, inside which a metal electrical conductor is placed, nozzles for the removal of gaseous products of the electrodischarge synthesis reaction and the supply of carbon-containing gas - raw materials, located on the insulating cover.
Причиною, що перешкоджає отриманню очікуваного технічного результату, є те, що отримане покриття має недостатню рівномірність по площі металевої поверхні, тільки частина матеріалу провідника залучена в утворенні покриття, а інша частина залучена у формуванні композитного порошкового матеріалу.The reason that prevents obtaining the expected technical result is that the resulting coating has insufficient uniformity over the area of the metal surface, only part of the conductor material is involved in the formation of the coating, and the other part is involved in the formation of the composite powder material.
Найбільш близьким за сукупністю ознак до винаходу, що заявляється, є спосіб одержання композиційного покриття металевих поверхонь (пат. України Ме 137929, МПК (2019.01)The closest in terms of features to the claimed invention is the method of obtaining a composite coating of metal surfaces (patent of Ukraine Me 137929, IPC (2019.01)
С23С14/00, В8283/00, В82У 40/00, публ. 11.11.2019), пристрій для реалізації способу містить генератор імпульсних струмів, який підключено до електрода з коаксіальним отвором та плоского електрода, крізь коаксіальний отвір електрода пропущено металевий електричний провідник, який є джерелом металу для композиційного покриття та є дотичним до плоского електрода, оброблювана металева деталь зафіксована за допомогою плоского електрода та ізоляційної кришки, крізь яку проходять канали для відведення газоподібних продуктів реакції електророзрядного синтезу та канали для підведення вуглецевмісного газу - сировини, а під плоским електродом розміщено нагрівальний елемент, яким є резистор, підключений до джерела постійної або змінної напруги.С23С14/00, В8283/00, В82У 40/00, publ. 11.11.2019), the device for implementing the method contains a pulse current generator that is connected to an electrode with a coaxial hole and a flat electrode, a metal electrical conductor is passed through the coaxial hole of the electrode, which is a source of metal for the composite coating and is tangent to the flat electrode, the processed metal the part is fixed with the help of a flat electrode and an insulating cover, through which channels pass for the removal of gaseous products of the electrodischarge synthesis reaction and channels for the supply of carbon-containing gas - raw materials, and a heating element is placed under the flat electrode, which is a resistor connected to a source of constant or alternating voltage.
Ознаками, що збігаються з суттєвими ознаками винаходу, який заявляється, є такі: генератор імпульсних струмів, послідовно з'єднаний з електродом з коаксіальним отвором, металевим електричним провідником та плоским електродом, металеву порожнисту деталь, зафіксовану між ізоляційною кришкою, на якій закріплено електрод з коаксіальним отвором, та плоским електродом, всередині якої розміщено металевий електричний провідник, патрубки відведення газоподібних продуктів реакції електророзрядного синтезу та підведення вуглецевмісного газу - сировини, розташовані на ізоляційній кришці, та систему нагріву металевого електричного провідника та металевої порожнистої деталі.Features coinciding with the essential features of the claimed invention are as follows: a pulse current generator connected in series with an electrode with a coaxial hole, a metal electrical conductor and a flat electrode, a metal hollow part fixed between an insulating cover, on which an electrode with a coaxial hole, and a flat electrode, inside which a metal electric conductor is placed, nozzles for the removal of gaseous products of the electrodischarge synthesis reaction and the supply of carbon-containing gas - raw materials, located on the insulating cover, and a heating system for the metal electric conductor and the metal hollow part.
Причиною, що перешкоджає отриманню очікуваного технічного результату, є те, що гарячий нагрівальний елемент, який знаходиться у вуглецевмісному середовищі, швидко покривається шаром нановуглецю з низькою теплопровідністю, крім того, значна частина тепла розсіюється на нагрів зовнішнього середовища та елементів пристрою, завдяки чому ККД нагріву значно зменшується, керування потужністю нагріву провідника та деталі ускладнюється завдяки зміненню параметрів нагрівального елемента, а нагрівальний елемент швидко виходить з ладу.The reason that prevents the expected technical result from being obtained is that the hot heating element, which is in a carbon-containing environment, is quickly covered with a layer of nanocarbon with low thermal conductivity, in addition, a large part of the heat is dissipated to heat the external environment and the device elements, due to which the heating efficiency significantly decreases, the control of the heating power of the conductor and the part becomes difficult due to the change of the parameters of the heating element, and the heating element quickly fails.
В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення установки для одержання композиційного покриття внутрішніх поверхонь металевих порожнистих деталей шляхом введення нових пристроїв і зв'язків між ними, що дозволить збільшити частку енергії, осаджену у металевому електричному провіднику до моменту його руйнування, та забезпечити більш рівномірну сублімацію провідника при температурі кипіння та більш рівномірне випаровування матеріалу провідника, підвищити ККД системи нагріву оброблюваної деталі й металевого електричного провідника, стабілізувати роботу системи нагріву і за рахунок цього забезпечує більш рівномірне випаровування матеріалу металевого електричного провідника та сприяє більш активним процесам утворення карбідів, дозволяє досягти більшої рівномірності покриття та залучити в утворення покриття більшу частину матеріалу провідника, тобто збільшити бо товщину покриття та вміст карбідів в його складі.The invention is based on the task of improving the installation for obtaining a composite coating of the inner surfaces of metal hollow parts by introducing new devices and connections between them, which will allow to increase the share of energy deposited in the metal electric conductor before its destruction, and to ensure a more uniform sublimation of the conductor at boiling temperature and more uniform evaporation of the material of the conductor, increase the efficiency of the heating system of the processed part and the metal electric conductor, stabilize the operation of the heating system and due to this ensures more uniform evaporation of the material of the metal electric conductor and promotes more active processes of carbide formation, allows to achieve greater uniformity of coating and to involve most of the conductor material in the formation of the coating, that is, to increase the thickness of the coating and the content of carbides in its composition.
Суть винаходу, що заявляється, полягає в тому, що в установці для одержання композиційного покриття внутрішніх поверхонь металевих порожнистих деталей, що містить генератор імпульсних струмів, послідовно з'єднаний з електродом з коаксіальним отвором, металевим електричним провідником та плоским електродом, металеву порожнисту деталь, зафіксовану між ізоляційною кришкою, на якій закріплено електрод з коаксіальним отвором, та плоским електродом, всередині якої розміщено металевий електричний провідник, патрубки відведення газоподібних продуктів реакції електророзрядного синтезу та підведення вуглецевмісного газу - сировини, розташовані на ізоляційній кришці, та систему нагріву металевого електричного провідника та металевої порожнистої деталі, згідно з винаходом, система нагріву порожнистої деталі містить індуктор, котушки якого охоплюють порожнисту деталь, батарею конденсаторів, кероване джерело змінної напруги кілогерцового діапазону частот, систему охолодження індуктора та систему керування, яка містить термопару та регулятор температури нагріву, вхід якого з'єднаний з термопарою, а вихід - зі входами генератора імпульсних струмів та керованого джерела змінної напруги кілогерцового діапазону частот, причому індуктор та батарея конденсаторів утворюють паралельний резонансний контур, до якого підключено кероване джерело змінної напруги кілогерцового діапазону частот.The essence of the claimed invention is that in the installation for obtaining a composite coating of the inner surfaces of metal hollow parts, containing a pulse current generator connected in series with an electrode with a coaxial hole, a metal electrical conductor and a flat electrode, a metal hollow part, fixed between the insulating cover, on which the electrode with a coaxial hole is fixed, and the flat electrode, inside of which there is a metal electrical conductor, nozzles for the removal of gaseous products of the electrodischarge synthesis reaction and the supply of carbon-containing gas - raw materials located on the insulating cover, and the heating system of the metal electrical conductor and metal hollow part, according to the invention, the heating system of the hollow part includes an inductor, the coils of which cover the hollow part, a battery of capacitors, a controlled alternating voltage source of the kilohertz frequency range, an inductor cooling system and a control system which includes a thermocouple and a heating temperature regulator, the input of which is connected to the thermocouple, and the output of which is connected to the inputs of the pulse current generator and the controlled alternating voltage source of the kilohertz frequency range, and the inductor and the capacitor bank form a parallel resonant circuit to which the controlled source is connected alternating voltage of the kilohertz frequency range.
Ознаки "система нагріву порожнистої деталі містить індуктор, котушки якого охоплюють порожнисту деталь, батарею конденсаторів, кероване джерело змінної напруги кілогерцового діапазону частот, систему охолодження індуктора та систему керування, яка містить термопару та регулятор температури нагріву, вхід якого з'єднаний з термопарою, а вихід - зі входами генератора імпульсних струмів та керованого джерела змінної напруги кілогерцового діапазону частот, причому індуктор та батарея конденсаторів утворюють паралельний резонансний контур, до якого підключено кероване джерело змінної напруги кілогерцового діапазону частот", дозволяють збільшити честку енергії, осаджену у металевому електричному провіднику до моменту його руйнування, та забезпечити більш рівномірну сублімацію провідника при температурі кипіння та більш рівномірне випаровування матеріалу провідника за допомогою керування потужністю нагріву металевого електричного провідника й оброблюваної деталі, та підвищити ККД системи нагріву шляхом локалізації зони нагріву виключно оброблюваною деталлю й металевим електричним провідником, стабілізувати роботу системи нагріву шляхомFeatures "a hollow part heating system includes an inductor whose coils surround the hollow part, a capacitor bank, a controlled alternating voltage source in the kilohertz frequency range, an inductor cooling system, and a control system that includes a thermocouple and a heating temperature controller, the input of which is connected to the thermocouple, and output - with the inputs of the generator of pulse currents and the controlled source of alternating voltage of the kilohertz frequency range, and the inductor and the capacitor bank form a parallel resonant circuit to which the controlled source of alternating voltage of the kilohertz frequency range is connected", allow to increase the fraction of energy deposited in the metal electric conductor to the moment its destruction, and ensure more uniform sublimation of the conductor at the boiling temperature and more uniform vaporization of the conductor material by controlling the heating power of the metal electrical conductor and the workpiece, and increase the efficiency of the heating system vu by localizing the heating zone exclusively with the processed part and a metal electrical conductor, stabilize the operation of the heating system by
Зо виключення її перегріву і за рахунок цього забезпечує більш рівномірне випаровування матеріалу провідника та сприяє більш активним процесам утворення карбідів і дозволяє досягти більшої рівномірності покриття та залучити в утворення покриття більшу частину матеріалу провідника, тобто збільшити товщину покриття та вміст карбідів в його складі.By eliminating its overheating and due to this, it ensures a more uniform evaporation of the conductor material and promotes more active processes of carbide formation and allows to achieve greater uniformity of the coating and to involve a greater part of the conductor material in the formation of the coating, i.e. to increase the thickness of the coating and the content of carbides in its composition.
Суть винаходу пояснюється кресленням, де схематично представлено схему установки для одержання композиційного покриття внутрішніх поверхонь металевих порожнистих деталей.The essence of the invention is explained by the drawing, which schematically presents the scheme of the installation for obtaining a composite coating of the inner surfaces of metal hollow parts.
Установка для одержання композиційного покриття внутрішніх поверхонь металевих порожнистих деталей, містить генератор імпульсних струмів 1 (ГІС), послідовно з'єднаний з електродом з коаксіальним отвором 2, металевим електричним провідником З та плоским електродом 4, металеву порожнисту деталь 5, зафіксовану між ізоляційною кришкою 6, та плоским електродом 4, систему нагріву металевого електричного провідника З та металевої порожнистої деталі 5. Всередині деталі 5 розміщено металевий електричний провідник 3. На ізоляційній кришці 6 закріплено електрод з коаксіальним отвором 2 та розміщені патрубок 7 відведення газоподібних продуктів реакції електророзрядного синтезу та патрубок 8 підведення вуглецевмісного газу - сировини. Система нагріву порожнистої деталі містить індуктор 9, котушки якого охоплюють порожнисту деталь 5, батарею конденсаторів 10, кероване джерело змінної напруги кілогерцового діапазону частот 11, систему охолодження індуктора 12 та систему керування 13, яка містить термопару 14 та регулятор температури нагріву 15, вхід якого з'єднаний з термопарою 14, а вихід - з входом керованого джерела змінної напруги кілогерцового діапазону частот 11, причому індуктор 9 та батарея конденсаторів 10 утворюють паралельний резонансний контур, до якого підключено кероване джерело змінної напруги кілогерцового діапазону частот 11.The installation for obtaining a composite coating of the inner surfaces of metal hollow parts, contains a pulse current generator 1 (GIS), connected in series with an electrode with a coaxial hole 2, a metal electrical conductor C and a flat electrode 4, a metal hollow part 5, fixed between an insulating cover 6 , and a flat electrode 4, a heating system of a metal electric conductor Z and a metal hollow part 5. A metal electric conductor 3 is placed inside the part 5. An electrode with a coaxial hole 2 is fixed on the insulating cover 6, and a nozzle 7 for the removal of gaseous products of the electrodischarge synthesis reaction and nozzles 8 are placed introduction of carbon-containing gas - raw material. The hollow part heating system includes an inductor 9, the coils of which cover the hollow part 5, a capacitor bank 10, a controlled alternating voltage source of the kilohertz frequency range 11, an inductor cooling system 12 and a control system 13, which includes a thermocouple 14 and a heating temperature controller 15, the input of which is is connected to the thermocouple 14, and the output - to the input of the controlled variable voltage source of the kilohertz frequency range 11, and the inductor 9 and the capacitor bank 10 form a parallel resonant circuit to which the controlled variable voltage source of the kilohertz frequency range 11 is connected.
Установка працює таким чином.The installation works like this.
У зону розряду, локалізовану уздовж металевого електричного провідника З всередині металевої порожнистої деталі 5, крізь патрубки 8 пропускають газ-сировину, у якості якого використовують вуглецевмісний газ з ряду алканів. Після заповнення порожнини, утвореної плоским електродом 4, металевою порожнистою деталлю 5 та ізоляційною кришкою 6, вуглецевмісним газом до концентрації, більшої 80 95, подача газу припиняється та вмикається кероване джерело змінної напруги кілогерцового діапазону частот 11. Одночасно вмикається система охолодження індуктора 12, яка забезпечує охолодження індуктора 9 пропусканням бо крізь нього холодоагенту (води), що дозволить стабілізувати роботу системи нагріву шляхом виключення перегріву індуктора 9. У паралельному резонансному контурі, утвореному індуктором 9 та батареєю конденсаторів 10, виникають електричні коливання з великим струмом, який є джерелом змінного магнітного поля з частотою від 10 до 30 кГц, яке викликає в металевому електричному провіднику З та металевій порожнистій деталі 5 вихрові струми, які нагрівають їх. Потужність нагріву, величина якої задається в залежності від технологічних вимог, забезпечується керованим джерелом живлення 11 за допомогою підстроєння частоти в діапазоні від 10 до 30 кГц згідно з темпом росту температури, який визначається регулятором температури нагріву 15 за допомогою термопари 14. За відомими залежностями між електричними і технологічними характеристиками процесу одержання композиційного покриття система керування 13 виробляє керуючий сигнал, який поступає на вхід керованого джерела змінного струму 11.Into the discharge zone, localized along the metal electrical conductor Z inside the metal hollow part 5, through the nozzles 8, a gas-raw material is passed, as a carbon-containing gas from a number of alkanes. After filling the cavity formed by the flat electrode 4, the metal hollow part 5 and the insulating cover 6, with carbon-containing gas to a concentration greater than 80 95, the gas supply is stopped and the controlled variable voltage source of the kilohertz frequency range 11 is turned on. At the same time, the inductor cooling system 12 is turned on, which provides cooling the inductor 9 by passing a refrigerant (water) through it, which will stabilize the operation of the heating system by eliminating overheating of the inductor 9. In the parallel resonant circuit formed by the inductor 9 and the battery of capacitors 10, electrical oscillations occur with a large current, which is a source of an alternating magnetic field with a frequency from 10 to 30 kHz, which causes eddy currents in the metal electrical conductor Z and the metal hollow part 5, which heat them up. The heating power, the value of which is set depending on the technological requirements, is provided by the controlled power source 11 using frequency adjustment in the range from 10 to 30 kHz according to the rate of temperature growth, which is determined by the heating temperature regulator 15 using a thermocouple 14. According to the known dependencies between electrical and technological characteristics of the process of obtaining a composite coating, the control system 13 produces a control signal that enters the input of the controlled alternating current source 11.
Вся активна енергія керованого джерела живлення 11 передається за допомогою індуктора 9 в металеву порожнисту деталь 5 та металевий електричний провідник 3. Це дозволяє підвищити ККД системи нагріву шляхом локалізації зони нагріву виключно оброблюваною деталлю й металевим електричним провідником. Нагрів металевої порожнистої деталі 5 та металевого електричного провідника З перед вибухом дозволяє збільшити частку енергії, осаджену у провіднику до моменту його руйнування, та забезпечити більш рівномірну сублімацію провідника при температурі кипіння, за допомогою керування потужністю нагріву металевого електричного провідника й оброблюваної деталі.All the active energy of the controlled power supply 11 is transferred by means of the inductor 9 to the metal hollow part 5 and the metal electric conductor 3. This allows to increase the efficiency of the heating system by localizing the heating zone exclusively with the processed part and the metal electric conductor. The heating of the metal hollow part 5 and the metal electric conductor C before the explosion allows to increase the share of energy deposited in the conductor before its destruction, and to ensure a more uniform sublimation of the conductor at the boiling temperature, by controlling the heating power of the metal electric conductor and the processed part.
Температуру нагріву та темп її росту визначають за допомогою термопари 14, напруга з якої надходить на вхід регулятора температури 15. При досягненні заданої температури (400 С) регулятор температури 15 подає сигнал на вхід керованого джерела змінної напруги кілогерцового діапазону частот 11, який його вимикає, та сигнал на вхід генератора імпульсних струмів 1. При надходженні цього сигналу відбувається електричний розряд ГІС 1 через металевий електричний провідник 3, що викликає вибух провідника.The heating temperature and its growth rate are determined using a thermocouple 14, the voltage from which is supplied to the input of the temperature regulator 15. When the set temperature (400 C) is reached, the temperature regulator 15 sends a signal to the input of the controlled variable voltage source of the kilohertz frequency range 11, which turns it off, and a signal to the input of the pulse current generator 1. When this signal arrives, an electric discharge of the GIS 1 occurs through the metal electrical conductor 3, which causes the conductor to explode.
В результаті вибуху металевого електричного провідника 3, утворюється канал електричного розряду, плазма якого є джерелом металу та енергії для синтезу наночастинок композиційного покриття, яке наноситься на внутрішню поверхню порожнистої деталі 5.As a result of the explosion of the metal electric conductor 3, an electric discharge channel is formed, the plasma of which is a source of metal and energy for the synthesis of nanoparticles of the composite coating, which is applied to the inner surface of the hollow part 5.
Таким чином, використання установки для одержання композиційного покриття внутрішніхThus, the use of the installation for obtaining a composite coating of the interior
Зо поверхонь металевих порожнистих деталей дозволить збільшити частку енергії, осаджену у провіднику до моменту його руйнування, та забезпечити більш рівномірну сублімацію провідника при температурі кипіння та більш рівномірне випаровування матеріалу провідника, підвищити ККД системи нагріву оброблюваної деталі й металевого електричного провідника, стабілізувати роботу системи нагріву і за рахунок цього забезпечує більш рівномірне випаровування матеріалу провідника та сприяє більш активним процесам утворення карбідів і дозволяє досягти більшої рівномірності покриття та залучити в утворення покриття більшу частину матеріалу провідника, тобто збільшити товщину покриття та вміст карбідів в його складі.From the surfaces of metal hollow parts, it will allow to increase the share of energy deposited in the conductor before its destruction, and to ensure more uniform sublimation of the conductor at the boiling temperature and more uniform evaporation of the conductor material, to increase the efficiency of the heating system of the processed part and the metal electric conductor, to stabilize the operation of the heating system and due to this, it ensures a more uniform evaporation of the conductor material and promotes more active processes of carbide formation and allows to achieve a greater uniformity of the coating and to involve a greater part of the conductor material in the formation of the coating, i.e. to increase the thickness of the coating and the content of carbides in its composition.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAA201911862A UA126291C2 (en) | 2019-12-12 | 2019-12-12 | Installation for obtaining composite coating of internal surfaces of metal hollow parts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAA201911862A UA126291C2 (en) | 2019-12-12 | 2019-12-12 | Installation for obtaining composite coating of internal surfaces of metal hollow parts |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA126291C2 true UA126291C2 (en) | 2022-09-14 |
Family
ID=89835354
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UAA201911862A UA126291C2 (en) | 2019-12-12 | 2019-12-12 | Installation for obtaining composite coating of internal surfaces of metal hollow parts |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
UA (1) | UA126291C2 (en) |
-
2019
- 2019-12-12 UA UAA201911862A patent/UA126291C2/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3035205A (en) | Method and apparatus for controlling gas discharges | |
US6693253B2 (en) | Multi-coil induction plasma torch for solid state power supply | |
EP1433366B1 (en) | Multi-coil induction plasma torch for solid state power supply | |
CN102481536A (en) | Plasma reactor for synthesis of nanopowders and materials processing | |
KR20170072882A (en) | Device for forming coatings on surfaces of a component, band-shaped material, or tool | |
CN101845616A (en) | Conductor electric exploding plasma-based low-energy metal ion implantation (PBLEMII) device | |
CN104427735A (en) | Method and device for generating a plasma jet | |
Safronov et al. | Investigation of the AC plasma torch working conditions for the plasma chemical applications | |
Tazmeev et al. | The influence of the mass flow rate of the electrolyte through the following cathode on the energy characteristics of the gas discharge | |
CN105430861A (en) | Temperature-controlled low-temperature plasma generation method | |
UA126291C2 (en) | Installation for obtaining composite coating of internal surfaces of metal hollow parts | |
Long et al. | Numerical investigation of the swirl gas angle and arc current dependence on evaporation of hafnium cathode in a plasma cutting arc | |
CN105940765B (en) | For operating the method and electric arc furnaces of electric arc furnaces | |
RU2486281C1 (en) | Method for surface modification of structural materials and details | |
JP2014227593A (en) | Surface treatment apparatus and surface treatment method | |
JP2008535172A (en) | Rapid and homogeneous heat treatment of large metal samples using high power microwaves | |
Tazmeev et al. | Application of gas discharge with liquid electrolytic cathode to create flow of steam-water plasma | |
Denisov et al. | Pulsed non-self-sustained glow discharge with a large-area hollow cathode for nitriding of iron-based alloys | |
RU95665U1 (en) | DEVICE FOR PLASMA HARDENING OF PRODUCTS FROM STEEL AND CAST IRON IN AUTOMATIC AND MANUAL MODES BY TWO-ARROW PLASMOTRON | |
RU2011431C1 (en) | Device for forming poly-p-xylylene coatings | |
Ganieva et al. | Electroarc vapourtron for bitumen extraction and transportation | |
Nazarova et al. | Search for the Ways of Implementation of the Hybrid Method for Obtaining Hardening Composite Coating with Onion-like Carbon and Metal Carbides during Electrical Conductors Explosion | |
Shugurov et al. | Deposition of boron films using a discharge system with a hot boron anode | |
Kholodnaya et al. | Electrospark method of obtaining nanopowders | |
RU2410203C1 (en) | Method and device to produce finely dispersed metal powder |