Устройство для ионно-плазменного нанесения покрытий

Устройство для ионно-плазменного нанесения покрытий

Реферат

 

Изобретение относится к устройствам нанесения износостойких покрытий ионно - плазменным методом преимущественно на мелкоразмерный прецизионный инструмент. Целью изобретения является улучшение качества покрытий путем уменьшения капельной фазы. Устройство содержит вакуумную камеру источник ускорения ионов, имеющий катод 2, поджигающий электрод 3 и держатель 4 инструмента. На камере размещена стабилизирующая электромагнитная катушка 5, электромагнитная фокусирующая катушка 6. Реактивный газ (азот) подается с помощью натекателя 7. Экран 8 является одновременно анодом и выполнен в виде полого цилиндра, внутри которого размещен мелкоразмерный инструмент 10. Блок 9 служит для подачи отрицательного потенциала на инструмент 10. На поджигающий электрод 3 подается напряжение от блока 11. Дуговой разряд между катодом 2 и экраном 8 питается от блока 12. Стойкость обрабатываемого инструмента увеличиваетя в 2,2 - 2,3 раза. 1 ил.

Изобретение относится к области нанесения износостойких покрытий ионно-плазменным методом преимущественно на мелкоразмерный прецизионный инструмент. Целью изобретения является улучшение качества покрытий путем уменьшения капельной фазы. На чертеже показана схема устройства для ионно-плазменного нанесения покрытий. Устройство содержит вакуумную камеру 1, в которой размещены источник ускоренных ионов, включающий катод 2 с торцовой рабочей поверхность, выполненный из сплава ВТ6 (4% ванадия, 6% алюминия и остальное титан), поджигающий электрод 3 и держатель инструмента 4. На камере 1 размещены электромагнитная стабилизирующая катушка 5, электромагнитная фокусирующая катушка 6. С помощью натекателя 7 подается реактивный газ (азот). Экран 8 является одновременно анодом, который соединен с блоком 9 для подачи отрицательного потенциала на инструмент. Расстояние L_э от торца катода 2 до ближайшего края экрана находится в пределах 250 350 мм. Экран 8 выполнен в виде полого цилиндра, внутри которого размещен мелкоразмерный инструмент 10. Стенка экрана 8 расположены перпендикулярно плазменному потоку (горизонтальной оси камеры), открытый край экрана расположен на уровне верхнего конца катода, а расстояние Н от уровня верхнего края экрана до рабочей поверхности инструмента находится из соотношения L_э/H=12,5-31. Устройство для нанесения покрытий работает следующим образом. После откачки вакуумной камеры 1 на поджигающий электрод 3 подается напряжение от блока 11, при этом возбуждается дуговой разряд между катодом 2 и экраном 8, питаемых от блока 12, образуется плазма, которая стабилизируется электромагнитной катушкой 5. Взаимодействие тока разряда с магнитным полем, создаваемым электромагнитной катушкой 6, обеспечивает ускорение плазмы в межэлектродное пространство с установленными в нем микросварочными инструментами 10, на которых требуется получить мелкодисперсное износостойкое покрытие. В камеру 1 через натекатель 7 подается реактивный газ, который вступает в химическую реакцию с покрытием, образуя, например, нитриды титана. Экран 8 является препятствием на пути потока капель в пароплазменном потоке, которые в силу большой инерционности мало отклоняются от прямолинейного пути. Острые рабочие поверхности микросварочного инструмента, являясь концентраторами электрического поля, покрываются равномерно, полностью повторяя рабочий профиль инструмента, причем чистота поверхности до и после покрытия практически не изменяется. При удалении экрана от катода на длину более чем L_э толщина покрытия уменьшается и микросварочный инструмент не обеспечивает максимальной стойкости при эксплуатации. При приближении экрана к катоду на рабочей поверхности инструмента появляется большое количество капель, которые забивают рабочие канавки. При увеличении высоты Н толщина покрытия резко уменьшается, если же высоту Н уменьшить, то на поверхности инструмента осаждают капли, которые делают рабочую поверхность, особенно канавку, неровной, что приводит к задирам алюминиевой проволоки при сварке. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет значительно улучшить качество покрытий, наносимых на мелкоразмерный инструмент сложного профиля. Полученные образцы микросварочного инструмента с покрытиями испытаны в лабораторных условиях. Стойкость в работе микроинструментов увеличилась в 2,2 3,3 раза (с 60-80 тыс. до 180 200 тыс. сварок).

Формула изобретения

Устройство для ионно-плазменного нанесения покрытий преимущественно на мелкоразмерный инструмент, содержащее вакуумную камеру, в которой размещены электродуговой источник плазмы и держатель инструмента, расположенный от источника на расстоянии L_э, равном расстоянию l_0,1 десятипроцентной плотности ионного тока на держатель, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества покрытий путем уменьшения капельной фазы, держатель снабжен экраном, край которого удален от источника на расстояние l_0,1 и размещен на уровне края рабочего торца катода источника, а расстояние H заглубления инструмента от края экрана выбрано из соотношения L_э/H 12,5 31.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000