Способ обработки изделий в установках вакуумно-плазменного нанесения покрытий

 

Использование: в машиностроении при химико-термической обработке, ионной очистке, катодном распылении в плазме двухступенчатого вакуумно-дугового разряда . Сущность изобретения: при обработке в условиях двухступенчатого вакуумно-дугового разряда одновременно со снятием отрицательного потенциала с изделия производят отключение газовой ступени. Это позволяет исключить эрозию поверхности изделия. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)в С 23 С 14/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 5002528/21 (22) 11,09.91 (46) 15.08.93. Бюл. М 30 (71) t.! àó÷ío-производственное предприятие

"Новатех" . (73) Научно-производственное предприятие . "Новатех" (56) Лахтин Ю.M. и др. Химико-термическая обработка металлов. М.: Металлургия, 1985 r., с. 177-181.

Барвинок В.А. Управление напряженным состоянием и свойства плазменных покрытий. M.: Машиностроение, 1990, с.

37-40, 71-78.

Изобретение относится к способам обработки изделий методами вакуумно-плазменной технологии и может быть применено в машиностроении при химикотермической обработке, ионной очистке, катодном распылении в плазме двухступенчатого вакуумно-дугового разряда, Целью изобретения является повышение качества обработки в условиях двухступенчатого вакуумно-дугового разряда.

На чертеже приведен пример реализации способа обработки изделий в установке для азотирования в плазме двухступенчатого вакуумно-дугового разряда.

Данная установка содержит: вакуумную камеру 1, катод электродугового испарителя

2, оптически непрозрачный, но проницаемый для электронов экран 3. обрабатываемое иэделие 4, анод двухступенчатого вакуумно-дугового разряда 5, источник питания электродугового испарителя 6, источ„„5U „„18З4911 АЗ (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ В УСТАН0ВКАХ ВАКУУМНО-ПЛАЗМЕННОГО

НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ (57) Использование: в машиностроении при химико-термической обработке, ионной очистке, катодном распылении в плазме двухступенчатого вакуумно-дугового раэряда. Сущность изобретения: при обработке в условиях двухступенчатого вакуумно-дугового разряда одновременно со снятием отрицательного потенциала с изделия производят отключение газовой ступени.

Это позволяет исключить эрозию поверхности изделия. 1 ил, ник питания двухступенчатого вакуумно-дугового разряда 7, состоящий иэ трансформатора 8 и выпрямителя 9, высоковольтный источник питания 10, состоящий из трансформатора 11 и выпрямителя 12, токовое реле 13, объем камеры, заполненный металлогазовой плазмой 14, объем камеры, заполненный газовой плазмой 15. Сущность способа обработки заключается в следующем. В вакуумной камере возбуждают двухступенчатый вакуумно-дуговой разряд включением источников питания 6 и 7 и по< дачей рабочего газа (азота} при давлении

5x102 — 5 Па. При возбуждении разряда объем 14 вакуумной камеры заполняется металлогазовой плазмой, а часть объема 15 вакуумной камеры заполняется чисто газовой плазмой. Границей между этими частями объемов служит оптически непрозрачный, но проникаемый для электронов экран, на котором задерживаются атомы металла, распространяющиеся с ра1834911 бочей поверхности катода по прямолинеен ным траекториям. Разряд возбуждается между катодом 2 и анодом 5. На изделие для и роведения процесса химико-термической обработки подают отрицательный потенциал от источника 10. Ионы азота ускоряются под воздействием потенциала к поверхности изделия, бомбардируют ее, очищая поверхность и одновременно прогревая иэделие. При температуре иэделия свыее

400 С становится существенным процесс диффузии азота в изделие с образованием упрочнеыного поверхностного слоя. 8 процессе работы возможно образование дуговых пробоев на поверхности изделия, особенно в местах загрязнений на поверхности. При образовании дугового пробоя происходит скачок тока в цепи выпрямителя

12, срабатывает токовое реле 13, отключая контактами Р1 и Р2 высоковольтный источник и источник вакуумно-дугового разряда.

Дуговой разряд гаснет, реле 13 отпускается — источники питания 8 и 10 включаются.

Рассмотрим, что происходит при отключении только высоковольтного источника питания, как это . происходит в способе-протонпж Ари возникновении дугового пео6оя не ющ ваюи и отключении источнвиа питания:на в@@алаи, помещенном в гаэовун плазму, еое4еаео существование униполяриой еекууммой дуги, для существования котероВ ие требуется подвода электронов от вмевимм исщчаеков. Подвод электроноадлвсущестаееенияразряда есущестеляетсяиаюзевейплазмы, вследатвие болъвей подвекмоети электронное компонента мазмм по ерееиение с юном, Отвод злектрбнов от изделия щюизеодится вследствие эмиссии злектеоноьазкемдиого пятна дуги в положительно заряженную относительно изделия плазму газового разряда.

Проверка предлагаемого способа обработки осуществлялась на модернизированной под комплексную обработку (азотирование+упрочня ющее покрытие) установке Булат 6, содержащей три электродуговых испарителя. 8 модернизированной установке на один иэ испарителей установт0 лен оптически непрозрачный экран, а напротив него установлен анод и проведена коммутация существующих источников питания по схеме, изображенной на фиг, 1.

Беэ отключения газовой ступени двух15 ступенчатого вакуумно-дугового разряда длина треков катодных пятен дуги при токе разряда 150 А и напряжении между катодом и анодом 60 8 составляла до 100-150 нм, т.е. при отключении высоковольтного

20 источника 10 катодные пятна не прекращали eeoc существование. а гасли самопроизвольно вследствие случайных причин, Ори отквдчении источника питания 7, образующего гаэовуа ступень двухступенчатого ва25 куумно-дугового разряда, длина треков не превосходила 3 мм.

Приведенные результаты свидетельствуют о целесообразности использования предлагаемого изобретения для повышения

30 качества обработки.

Формула изобретения

Способ обработки иэделий в установках вакууино-плазменного нанесения покрытий, включающий подачу отрицательного

35 нащюжения иа иэделие и снятие его при возникновении дуговых пробоев на иэделии,отличающийся тем,чтоодновременно со снятием с изделия отрицательного напряжения производят отключение возни40 кающвй при двуступенчатом вакуумно-дуговом разряде газовой ступени.

1834911

Редактор М.Васильева - техред М Моргентал

Корректор, П.Гереши

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 2705 Тираж

ВНИИПИ Гос а

Подписное осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5