Устройство для нанесения покрытий на порошки

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА ПОРОШКИ, состоящее из вакуумной камеры, испарителя и механизма подачи порошка, содержащего .барабан с лопатками и лоток, отличающееся, тем, что, с целью повьшения производительности процесса нанесения покрытия и увели;чения коэффициента использования паров материала покрытия при сохранении габаритов устройства, оно снабжено неподвижным кольцом, в верхней части которого выполнено винтовое щелевое отверстие, а в .нижней части проем , причем кольцо установлено внутри барабана, а испаритель вне бара;бана . 2. Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что длина вйн .; тового щелевого отверстия В выбрана из условия uDot, ) j ЗбО-cosco где D СО - диаметр кольцаJ - угол подъема винтового щелевого отверстия, (Л об - центральньй угол сектора, кольца, содержащего винтовое щелевое отверстие.

ССЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 Ш1 511 В гг F 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОеВГ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3371899/22-02 (22) 25.12.81 (46) 30.03.84. Вюл. N - 12 (72) А.И. Лобода, А.P. Рябоконь и Т.С. Тарасенко (53) 621.762.043(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 680812, кл. В 22 F 1/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

В 462656, кл. В 22 F 1/00, 1973. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА ПОРОШКИ, состоящее из вакуумной камеры, испарителя и механизма подачи порошка, содержащего .барабан с лопатками и лоток, о т л и ч а ю щ е е с я. тем, что, с целью повышения производительности процесса нанесения покрытия и увеличения коэффициента использования nal

Vn ров материала покрытия при сохранении габаритов устройства, оно снабжено неподвижным кольцом, в верхней части которого выполнено винтовое щелевое отверстие, а в .нижней части— проем, причем кольцо установлено внутри барабана, а испаритель вне бара.бана.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что длина вин: тового щелевого отверстия 1 выбрана из условия ii D оь

:0= ) 360 cogи где D — диаметр кольца, И - угол подъема винтового щелевого отверстия, с6 — центральный угол сектора, кольца, содержащего винтовое щелевое отверстие.

561

Я Q g, е=

360 сО5 (,д

1 1082

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для нанесения покрытий на порошки металлов и сплавов.

Известно устройство для нанесения покрытий на порошки, состоящее из двух вакуумных камер, соединенных между собой при помощи затвора и снабженных перемешивающими устройствами в виде барабана с лопатками, причем од- 1О на из камер снабжена электродом тлеющего разряда и источниками инфракрасного и ультрафиолетового излучения, а вторая камера снабжена испарителем, виброплоскостью и системой 1S вибролотков )1j .

I< недостаткам данного устройства относится низкая эффективность процесса нанесения покрытия, обусловленная ограниченностью площади завесы падающего порошка, а также сложность конструкции и низкая надежность работы устройства в целом.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для нанесения покрытий на порошки, состоящие иэ вакуумной камеры, испарителя и механизма подачи порошка, со-. держащего барабан с лопатками и лоток. При этом барабан выполнен с плоским щелевым отверстием, а испаритель расположен в полости барабана, устройство содержит также бункер. (21 .

К недостаткам данного устройства относятся низкая производительность процесса нанесения покрытия, а также низкий коэффициент использования паров материала покрытия, связанные с ограниченной площадью завесы, обусловленной смещением завесы порошка

1 от оси барабана и наличием в нем бункера, причем увеличение площади завесы в данном устройстве возможно только при увеличении габаритов устройства, в,частности камеры и барабана.

Цель изобретения — повишение производительности процесса нанесения покрытия и увеличение коэффициента. использования паров материала при сохранении габаритов устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство для нанесения покрытий на порошки, состоящее из вакуум- ной камеры, испарителя и механизма подачи порошка, содержащего барабан с лопатками и лоток, снабжено неподвижным кольцом, в верхней части которого выполнено винтовое щелевое отверстие, а в нижней части — проем, причем кольцо установлено внутри барабана, а испаритель вне барабана.

Длина винтового щелевого отверстия выбрана из условия где D — диаметр кольца, И вЂ” угол подъема винтового щелевого отверстия, 6 — центральный угол сектора кольца, содержащего винтовое щелевое отверстие.

На фиг. 1 показано устройство осевой разрез, на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1, на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг. 2.

Устройство для нанесения покрытий на порошки в вакууме состоит из вакуумной камеры 1, испарителя 2, найример электродугового, барабана 3 . с лопатками 4. Соосно с барабаном

3 установлено неподвижное кольцо 5, образующее с лопатками 4 кольцевой зазор. В верхней части кольца 5 имеется винтовое щелевое отверстие 6, формирующее завесу свободно падающего порошка на пути потока паров материала покрытия, излучаемых испарителем 2. В нижней части кольца 5, выполнен проем 7. Для загрузки и выгрузки порошка имеется лоток 8, выполненный с возможностью вращательщения.

При большой величине кольцевого зазора между лопатками 4 и кольцом 5 во избежание преждевременного ссыпания порошка угол наклона лопаток(/ рекомендуется выбирать не менее 902q„ где < - угол естественного откоса порошка в движении. При малой величине кольцевого зазора между лопатками 4 и кольцом 5 просыпание по- . рошка в зазор незначительное, поэтому лопатки могут быть расположены радиально. Угол подъема винтового ще левого отверстия (д определяется из со т - б- " о ношения у=о с б где

- Ь Н вЂ” ширина кольца 5,)» - диаметр кольца, равный диаметру пучка мате" риала покрытия в зоне взаимодействия с завесой, об — центральный угол сектора кольца, содержащего винто1082 вое щелевое отверстие, т.е. угол, стягивающий дугу, в которую проектируется винтовое щелевое отверстие на плоскость, перпендикулярную к оси кольца 5. Длина винтового щелевогс отверстия выбрана из условия AID М

8- что обеспечивает мак360 сОби

10 симальйую эффективность процесса нанесения покрытия, поскольку площадь завесы в этом случае будет наибольшей.

Значения углов (,) и g должны находиться в пределах соответственно

11-450 и 115-180. Выход за указанные о

t пределы как в верхнюю, так и в нижнюю сторону резко снижает производительность процесса и коэффициент использования паров металлов.

Оптимальный вариант конструкции о достигается если принять C, = 120

Н = Э/2 и у = 25-26

Если испаритель 2 и барабан 3 расположены на общей оси, то компоновка устройства отличается компактностью.

Однако, если оси испарителя 2 и барабана 3 расположены в плане под углом, равным углу подъема винтового щелевого отверстия, то достигается более высокая равномерность покрытия по

30 сравнению с соосной компоновкой.

В варианте устройства для нанесения покрытий способом катодной ионной бамбардировки для передачи порошку заряда кольцо 5 может быть элек- З5 трически связано с источником напря-. жения, а барабан 3 выполнен из изоляционного материала или покрыт непроводящим материалом (чтобы заряд не уходил на периферию барабана).

Устройство работает следующим образом.

Испаритель 2 заряжают испаряемым материалом, а в барабан 3 при помощи лотка 8 загружают порцию порошка. 45

После откачки на вакуум включают испаритель 2, а барабан 3 приводят во вращение в направлении, указанном на фиг. 2 стрелкой. В цроцессе вращения барабана 3 лопатки 4 захваты561 4 вают порошок и транспортируют его вверх. Кольцо 5 при этом удерживает порошок от высыпания из отсеков, образованных лопатками 4. Достигнув винтовой щели 6, порошок ссыпается вниз, образуя непрерывную завесу свободно падающего порошка на пути паров материала покрытия. При падении частицы порошка вращающегося и равномерно покрываются. Через проем 7 в нижней части кольца 5 порошок падает на лопатки 4. После этого цикл снова повторяется. После нанесения покрытия заданной толщины испаритель

2 выключают, а порошок при помощи лотка 8 выгружают.

I

Наличие в предлагаемом устройстве ! кольца, в верхней части которого выполнено винтовое щелевое отверстие, а в нижней части — проем, пс"воляет сформировать непрерывную равноплотную завесу свободно падающего порошка, перекрывающую торцовый просвет барабана, а также расположить испаритель вне полости барабана, что повысит производительность процесса нанесения покрытия и увеличит коэффициент использования паров материала покрытия при сохранении габаритов устройства.

В частности, при нанесении хромового покрытия толщиной 30 мкм на порошок материала крупностью 400 мкм производительность предлагаемого устройства (при диаметре барабана, рав" ном 300 мм) составляет 120 r/÷, а коэффициент использования паров хрома равен ЗОБ. При использовании известного устройства для нанесения хромового покрытия в тех же условиях (диаметр барабана также равен 300 мм) производительность составляет 80 r/÷, а коэффициент использования паров хрома 20Х.

Использование изобретейия обеспечивает повышение производительности и увеличение коэффициента использования паров материала покрытия при сохранении габаритов устройства.

1082561 с

Составитель И. Киянский

Техред A,Áàáèíåö Корректор Ю. Макаренко

Редактор Н. Руднева

Заказ 1629/11

Тираж 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4