Способ обработки поверхности изделий дуговым разрядом в вакууме

 

Изобретение относится к области очистки и обработки деталей в вакууме на различных этапах технологического процесса, в частности для удаления с поверхности деталей окисных пленок и загрязнений, упрочнения или отпуска приповерхностного слоя обрабатываемой детали, удаления заусенец . Целью изобретения является повышение качества обработки поверхности. Сущность данного способа обработки заключается в возможности регулирования удельного расхода энергии и направленного перемещения катодных пятен посредством перемещения экрана с отверстием. Экспериментально установлено, что скорость перемещения экрана и режим горения дуги должны быть такими, чтобы значение удельного расхода энергии, приходящейся на толщину обрабатываемого слоя, равную 1 мкм, находилось в диапазоне 0,2-0,8 кВт-ч/м . мкм. Под воздействием дуги находится значительно большая поверхность электрода - анода, т.к. в процессе перемещения экрана открываются участки анода, ранее не участвовавшие в работе. Это устраняет перегрев поверхности, что повышает качество обработки. Кроме того, наличие экрана с отверстием уменьшает поток продуктов эрозии, осаждающихся на электроде , что приводит к стабилизации процесса горения разряда, а следовательно, и к повышению качества обработки. 1 табл. сл

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 С 23 С 14/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6 (21) 4339958/21 (22) 21.12.87 (46) 23.12.92. Бюл. ¹ 47 (71) Институт электроники им. У.А,Арифова (72) M.Õ,Ýñòåðëèñ, П.Ф.Кирсон и Д.Д.Груич (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 719710, кл, B 08 В 3/10, 1978. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ

ИЗДЕЛИЙ ДУГОВЫМ РАЗРЯДОМ В ВАКУYME (57) Изобретение относится к области очистки и обработки деталей в вакууме на различных этапах технологического процесса, в частности для удаления с поверхности дета. лей окисных пленок и загрязнений, упрочнения или отпуска приповерхностного слоя обрабатываемой детали, удаления заусенец. Целью изобретения является повышение качества обработки поверхности, Сущность данного способа обработки заключается в возможности регулирования

Изобретение относится к области очистки и обработки деталей в вакууме на различных этапах технологического процесса, в частности для удаления с поверхности деталей окисных пленок и загрязнений, упрочнения или отпуска приповерхностного слоя обрабатываемой детали, удаления заусенец.

Целью изобретения является повышение качества обработки поверхности, Сущность данного способа обработки заключается в возможности регулирования удельного расхода энергии и направленного перемещения катодных пятен посредст,, Ж„„1695704 А1 удельного расхода энергии и направленного перемещения катодных пятен посредством перемещения экрана с отверстием, Экспериментально установлено, что скороcTb перемещения экрана и режим горения дуги должны быть такими, чтобы значение удельного расхода энергии, приходящейся на толщину обрабатываемого слоя, равную

1 мкм, находилось в диапазоне 0,2 — 0,8 кВт ч/м ° мкм. Под воздействием дуги нахо2 дится значительно большая поверхность электрода - анода, т.к, в процессе перемещения экрана открываются участки анода, ранее не участвовавшие в работе. Это устраняет перегрев поверхности, что повышает качество обработки. Кроме того, наличие экрана с отверстием уменьшает поток продуктов эрозии, осаждающихся на электроде, что приводит к стабилизации процесса горения разряда, а следовательно, и к повышению качества обработки. 1 табл. вом перемещения экрана с отверстием. Экс(л периментально установлено, что скорость перемещения экрана и режим горения дуги должны быть такими, чтобы значениеудельного расхода энергии, приходящейся на толщину обрабатываемого слоя, равную 1 мкм, находилось в диапазоне (0,2 — 0,8) в кВтч/(M-мкм). При значениях ниже 0,2

2 кВт ч/(м мкм) скорость очистки поверхно2 сти незначительна, а при значениях выше

0,8 кВт,ч/(м .мкм) скорость эрозии превышает допустимую величину.

В изобретении под воздействием дуги находится значительно большая поверх1695704

Материал, Примечание

Ток дуги, НапряжеА ние дуги, В

Толщина окалины, мкм

Скорость перемещения эк. рана, см/с

Удельный расход энергии кВт ч/м с мкм

Удельная мощность, кВт ч/м

Сталь горячекатаная

Х18Н10Т

Окалина полно

200

10

0,21

0,21 стью удалена

То же

0,68

0,77

0,8

250

Бр. АЖИМз

Сталь 65 Г

Сталь Рб М5

Сталь горячекатаная

Х18Н10Т

2,04

7,7

3,2

23

24

1

3

Окалина удалена, поверх- . ность оплавлена

200

1, 67

1,2

0,82 ность электрода-анода, так как в процессе перемещения экрана открываются участки анода, ранее не участвовавшие в работе.

Это устраняет перегрев поверхности, чем повышается качество обработки. Кроме того, наличие экрана с отверстием уменьшает поток продуктов эрозии, осаждающихся на электроде. Это приводит к стабилизации процесса горения разряда, а следовательно, и к повышению качества обработки.

Способ обработки осуществляется следующим образом,.

В вакуумную камеру помещают обрабатываемое иэделие и электрод. Между ними располагают электроизолированный жаропрочный экран с отверстием, соединенный с механизмом, обеспечивающим его перемещение в плоскости, параллельной

- поверхности изделия. Электрод подключают к положительному полюсу источника питания, а изделие — к отрицательному, После достижения в вакуумной камере давления остаточных газов ниже 10 Па возбуждают дуговой разряд между обрабатываемым изделием и электродом, столб которого прохо.дит через отверстие в экране. Экран перемещают с определенной скоростью по заданной программе, что обеспечивает направленное перемещение катодных пятен по поверхности изделия вслед за перемещением экрана с отверстием. Процесс очи. стки заканчивают отключением источников питания.

Пример. Осуществлялась очистка поверхности изделия в виде полосы горячекатаной стали марки Х18Н10Т от окалины.

Изделие подключалось к отрицательному, а электрод — к положительному полюсу источника питания. Между электродом и изделием помещали экран с отверстием диаметром 5 см и перемещали его со скоростью 10 см/с. Инициировался дуговой разряд с параметрами 1=200 А, U=20 В, Расход энергии составлял 0,21 кВт.ч/м . Результа2 ты очистки оценивали визуально. Окалина была полностью удалена с поверхности, Результаты других экспериментов приведены в таблице, . Для различных материалов изделия с различной толщины окалины выбором режима работы и скорости перемещения экрана можно обеспечить различные виды обработки. нагрев, очистка от окалины, удаление материала, оплавление, За базовый объект принимается способ электрохимического травления. Использование способа электродуговой обработки изделий в вакууме обеспечивает по сравнению с существующим базовым способом

20 электрохимического травления следующие преимущества;. исключается загрязнение среды; позволяет автоматизировать процесс; повышается. скорость очистки в 2 — 5 раз; обеспечивается совмещение нескольких технологических операций; повышается качество обработки, так как процесс происходит в вакууме и поверхность не окисляется, .Формула изо6 рете н и я

30 Способ обработки поверхности изделий дуговым разрядом в вакууме, включающий возбуждение разряда в режиме падающего участка вольт-амперной характеристики и обработку поверхности катодными пятнами

35 дуги, отличающийся тем, что, с целью повышения качества обработки, проводят сжатие столба разряда и перемещение его вдоль участка обработки, при этом удельный расход энергии поддерживают в диапа40, зоне значений (0,2 — 0,8) кВт ч/(м2 мкм).