Установка для нанесения металлических покрытий на стеклянные или керамические микрошарики

Авторы патента:

C23C14/32 - с использованием взрыва, испарения и последовательной ионизации паров (C23C 14/34-C23C 14/48 имеют преимущество)

Владельцы патента RU 2556161:

Гринавцев Валерий Никитич (RU)
Гринавцев Олег Валерьевич (RU)

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для нанесения металлических покрытий на стеклянные или керамические микрошарики. Установка содержит вакуумную камеру с герметичной крышкой, используемую в качестве анода, размещенный в камере катод, трубопроводы, соединенные с вакуумным насосом, источник питания и провода для подвода питания к камере и катоду. При этом камера снабжена уровнем для контроля ее вертикального положения, шаровой опорой с регулировочными винтами, на которой установлена камера, источниками света с регулируемой мощностью потока света для регулирования скорости падения микрошариков и бункерами для сырья и готовой продукции, расположенными в камере. 1 ил.

Установка для нанесения металлических покрытий на стеклянные или керамические микрошарики.

Изобретение относится к химической промышленности, к машиностроению, а более точно к устройствам для нанесения покрытий на поверхности изделий различной формы. Известны и широко применяются в промышленности установки для нанесения металлических покрытий на поверхности деталей, принцип работы которых заключается в том, что напыляемый металл или сплав расплавляется электрической дугой или газовым пламенем и сжатым воздухом или другим газом, образовавшиеся при расплавлении частицы с большой скоростью ударяются об обрабатываемую поверхность, в результате происходит сцепление напыляемого металла с металлом обрабатываемой поверхности (см. Справочник металлиста, т 3. М.: Машиностроение, 1958 г., стр. 328-333).

Недостатком описанного устройства является сложность нанесения металлических покрытий на изделия и поверхности, не допускающие нагрева.

Этот недостаток устраняется в установке для нанесения покрытий, которая содержит вакуумную камеру-анод с герметичной крышкой. В камере-аноде в изоляционной втулке размещен катод. Крышка крепится болтами, катод фиксируется гайкой. Вакуумная камера-анод снабжена трубопроводами, соединенными с вакуумными насосами. В ней размещены изделия, на поверхность которых наносится покрытие. Установка имеет источник питания, от которого по проводам подается питание на камеру-анод и катод (смотри а.с. СССР №636266, кл. с23с 14/32, 1976 г.) - прототип.

Недостаток описанной установки заключается в низкой эффективности нанесения металлических покрытий на сферические поверхности стеклянных или керамических микрошариков, микросфер.

Из области техники известно, что возможно использование стеклянных микрошариков, керамических микрошариков, как цельных, так и пустотелых, для фильтров различного назначения, светоотражающих устройств, для поверхностной обработки металлов, для изготовления теплоизоляционных химически стойких облегченных материалов и сферопластиков (см. RU 2233808 С2, МПК С03В 19/10 от 10.08.2004).

Эффективность применения стеклянных микрошариков, керамических микрошариков, как сплошных, так и пустотелых, может быть существенно повышена, если на их поверхность наносить металлы: серебро, алюминий, медь, железо. Краски с их наполнением приобретают новые свойства, например, могут снизить величину проникающей радиации и радиоизлучения, уменьшить отражательную способность радиоволн и некоторые другие свойства.

Из области техники известны источники света с регулируемым световым потоком, давление которого на стеклянные микрошарики в вакууме может регулировать их скорость падения (Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю.Б. Айзенберга. М.: Энергоатомиздат, 1995).

Технической задачей изобретения является разработка установки для нанесения металлических покрытий на стеклянные или керамические микрошарики, как сплошные, так и пустотелые, содержащей вакуумную камеру с герметичной крышкой, используемой в качестве анода, размещенный в камере катод, трубопроводы, соединенные с вакуумным насосом, источник питания и провода для подвода питания к камере и катоду.

Поставленная цель достигается за счет того, что камера снабжена уровнем для контроля ее вертикального положения, шаровой опорой, регулировочными винтами, источником света с регулируемой мощностью потока света для регулировки скорости падения микрошариков и бункерами для сырья и готовой продукции, расположенными в камере, при этом сама камера установлена на шаровой опоре.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, на которой изображена схема предложенной установки для нанесения металлических покрытий.

Установка для нанесения покрытий состоит из вакуумной камеры-анода 1, катода 2, изоляционной втулки 3, крышки 4, которая крепится болтами 5. На внутренней поверхности крышки 4 крепится устройство 6 для поджигания электрической дуги 7, для испарения металла катода 2. В верхней части камеры-анода 1 размещен бункер 8 для сырья стеклянных, керамических микрошариков 9. Камера-анод 1 имеет уровень 10 для регулировки вертикального положения, днище 11, установленное на шаровой опоре 12, и регулировочные винты 13. На внутренней поверхности 14 днища 11 установлены бункеры 15 для готовой продукции стеклянных, керамических микрошариков 16 с нанесенным

металлическим покрытием 17. В нижней части камеры-анода 1 установлены источники света 18 с регулируемой мощностью потока света 19 и трубопроводы 20, соединяющие камеру-анод 1 с вакуумными насосами 21. Имеется источник питания 22 с проводами 23, подающими питание «+» на камеру-анод 1 и питание «-» на катод 2. Днище 11 крепится к камере-аноду 1 болтами 24.

Установка для нанесения покрытия работает следующим образом. На днище 11 устанавливаются бункеры 15 для готовой продукции стеклянных, керамических микрошариков 16 с металлическим покрытием 17, после чего болтами 24 камера-анод 1 крепится к днищу 11. В нижней части камеры-анода 1 установлены источники света с регулируемой мощностью потока света 19 и трубопровод 20, соединенный с вакуумным наасосом 21. От источника питания 22 по проводам 23 на камеру-анод 1 подается плюс «+» и на катод 2 минус «- ». Болтами 13 по уровню 10 камера-анод на шаровой опоре 12 устанавливается в вертикальном положении, а ее верхняя часть закрывается крышкой 4 с помощью болтов 5. После выполнения этих операций вакуумным насосом 21 в камере-аноде 1 откачивается воздух, создается глубокий вакуум, поджигается устройством 6 электрическая дуга 7, которая испаряет металл катода 2. Химический состав металла катода соответствует химсоставу металла, который наносится на поверхность стеклянных, керамических микрошариков 9, в зависимости от необходимости это может быть серебро, алюминий, медь, железо и т.д. Затем включаются источники света 18 и открывается бункер 8 и под действием гравитации стеклянные, керамические микрошарики 9 начинают движение к днищу 11, при этом на поверхности микрошариков 9 оседают пары металла катода 2, при этом толщина покрытия 17 зависит от времени нахождения микрошариков 9 в парах металла катода 2. В вакууме падение микрошариков 9, как известно из техники, зависит от земного притяжения и не может регулироваться и управляться. Поэтому встречный световой поток тормозит падение микрошариков 9. Увеличивая мощность светового потока 19 становится возможным регулировать скорость падения микрошариков 9, а за счет этого регулировать толщину покрытия 17 на готовой продукции стеклянных, керамических микрошариков 16.

Предложенное изобретение относится к области неорганических мелкодисперсных наполнителей, а именно стеклянных, керамических микрошариков, которые могут быть использованы в качестве наполнителя пластмасс в химической промышленности, для

струйно-абразивной обработки металлоизделий в машиностроении и других отраслях промышленности.

Высоконаполненные стеклянными, керамическими микросферами покрытия обладают высокой способностью отражения и рассеивания радиационной составляющей падающего на поверхность теплового потока. Для придания покрытию еще более высоких свойств по отношению к отражению и рассеянию падающего излучения, в том числе инфракрасного, на поверхность стеклянных, керамических микросфер наносят покрытия из серебра, алюминия, железа и других металлов. Предложенное изобретение позволяет эффективно наносить металлические покрытия и получить существенный экономический эффект.

Установка для нанесения металлических покрытий на стеклянные или керамические микрошарики, содержащая вакуумную камеру с герметичной крышкой, используемую в качестве анода, размещенный в камере катод, трубопроводы, соединенные с вакуумным насосом, источник питания и провода для подвода питания к камере и катоду, отличающаяся тем, что камера снабжена уровнем для контроля ее вертикального положения, шаровой опорой с регулировочными винтами, источниками света с регулируемой мощностью потока света для регулирования скорости падения микрошариков и бункерами для сырья и готовой продукции, расположенными в камере, при этом камера установлена на шаровой опоре.

Группа изобретений относится к вакуумно-плазменной обработке композитов. Установка для наводораживания тонкопленочных композитов в водородной плазме содержит СВЧ-печь и установленный внутри нее кварцевый реактор.

Устройство для получения неорганических материалов // 2549850

Изобретение относится к устройствам для получения неорганических материалов. Устройство содержит рабочую камеру 1, включающую источник высокотемпературной ионизированной среды 2 и источник инертного газа 4, корпус которой имеет систему охлаждения в виде рубашки 8, заполненной хладагентом, полость камеры 1 сообщена с контейнером 3 исходного неорганического порошкообразного материала - кремния или углерода, рабочая камера 1 оснащена вакуум-установкой 5, а в полости камеры 1 размещен теплообменник 9 для аккумулирования перерабатываемого исходного материала, соединенный с источником теплообменной среды и закрепленный на одной из сторон рабочей камеры 1, соединенной с корпусом посредством шарнира 10.

Способ электровзрывного напыления композиционных износостойких покрытий системы tib2-mo на поверхности трения // 2547974

Изобретение относится к способу электровзрывного напыления на поверхности трения композиционных покрытий системы TiB2-Mo. Осуществляют размещение порошковой навески из диборида титана между двумя слоями молибденовой фольги.

Способ обработки нанокомпозитов в водородной плазме // 2547088

Изобретение относится к вакуумно-плазменной обработке композитов. При обработке нанокомпозитов в водородной плазме используют установку, содержащую СВЧ-печь, установленный внутри печи кварцевый реактор для размещения в нем нанокомпозитов, состоящий из корпуса в виде полого цилиндра из кварцевого стекла и установленных на его торцах с использованием вакуумного уплотнения из термостойкой резины диэлектрических фланцев с хвостовиками для соединения с вакуумными шлангами, один из которых предназначен для подачи водорода в кварцевый реактор и снабжен натекателем, а другой - для вакуумирования СВЧ-печи и реактора при помощи механического насоса.

Способ нанесения электроэрозионностойких покрытий на основе углеродистого вольфрама, вольфрама и меди на медные электрические контакты // 2546940

Изобретение относится к формированию на медных электрических контактах покрытий на основе вольфрама, углеродистого вольфрама и меди, и может быть использовано в электротехнике.

Способ нанесения электроэрозионностойких покрытий на основе вольфрама и меди на медные электрические контакты // 2546939

Изобретение относится к формированию на медных электрических контактах покрытий на основе вольфрама и меди, которые могут быть использованы в электротехнике. Способ включает электрический взрыв композиционного электрически взрываемого проводника, состоящего из двухслойной плоской медной оболочки массой 60-360 мг и сердечника в виде порошка вольфрама массой, равной 0,5-2,0 массы оболочки, формирование из продуктов взрыва импульсной многофазной плазменной струи, оплавление ею поверхности медного электрического контакта при поглощаемой плотности мощности 4,5-6,5 ГВт/м2, осаждение на поверхность продуктов взрыва, формирование на ней композиционного покрытия системы W-Cu и последующую импульсно-периодическую электронно-пучковую обработку поверхности покрытия при поглощаемой плотности энергии 40-60 Дж/см2, длительности импульсов 150-200 мкс и количестве импульсов 10-30 имп.

Установка для обработки нанокомпозитов в водородной плазме // 2542211

Изобретение относится к вакуумно-плазменной обработке композитов. Установка для обработки нанокомпозитов в водородной плазме содержит СВЧ-печь, установленный внутри печи кварцевый реактор для размещения в нем нанокомпозитов, состоящий из корпуса в виде полого цилиндра из кварцевого стекла и установленных на его торцах с использованием вакуумного уплотнения диэлектрических фланцев с хвостовиками для соединения с вакуумными шлангами, один из которых предназначен для подачи водорода и снабжен натекателем, а другой - для вакуумирования СВЧ-печи и реактора при помощи механического насоса.

Устройство для ионно-плазменного травления и нанесения тонких пленок // 2540318

Изобретение относится к области нанесения тонких пленок в вакууме и может быть использовано, например, в микроэлектронике. Устройство содержит вакуумную камеру и магнитную систему.

Твердосплавная кобальтсодержащая пластина съемной накладки для армирования шнеков центрифуг // 2539722

Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к способам модификации изделий из твердых сплавов, применяемых для холодной и горячей механической обработки неметаллов, металлов и металлических сплавов, например шнеков армированных твердосплавными пластинами центрифугальных машин, применяемых в угольной промышленности для обогащения и обезвоживания угля.

Способ нанесения электроэрозионностойких покрытий на основе диборида титана и меди на медные электрические контакты // 2539138

Изобретение относится к формированию покрытий на медных электрических контактах и может быть использовано в электротехнике. Способ включает электрический взрыв композиционного электрически взрываемого проводника, состоящего из двухслойной плоской медной оболочки массой 60-360 мг и сердечника в виде порошка диборида титана массой, равной 0,5-2,0 массы оболочки, формирование из продуктов взрыва импульсной многофазной плазменной струи, оплавление ею поверхности медного электрического контакта при поглощаемой плотности мощности 4,5-6,5 ГВт/м2, осаждение на поверхность продуктов взрыва, формирование на ней композиционного покрытия системы TiB2-Cu и последующую импульсно-периодическую электронно-пучковую обработку поверхности покрытия при поглощаемой плотности энергии 40-60 Дж/см2, длительности импульсов 150-200 мкс и количестве импульсов 10-30 имп.

Установка для обработки нанокомпозитов в водородной плазме // 2560898

Изобретение относится к вакуумно-плазменной обработке нанокомпозитов. Установка для обработки нанокомпозитов в водородной плазме содержит СВЧ-печь, установленный внутри СВЧ-печи кварцевый реактор для размещения в нем нанокомпозитов, состоящий из корпуса в виде полого цилиндра из кварцевого стекла и установленных на его торцах фланцев с хвостовиками для соединения с вакуумными шлангами, один из которых предназначен для подачи водорода в кварцевый реактор и снабжен натекателем, а другой - для вакуумирования СВЧ-печи и реактора. Один из фланцев выполнен с возможностью его снятия, при этом каждый из фланцев выполнен составным и состоит из наружной оболочки, крышки, уплотнения и профилированной прокладки из кварцевого стекла. Наружная оболочка выполнена в виде полого двухступенчатого цилиндра с хвостовиком для вакуумного шланга и имеет наружную резьбу для установки на нее крышки и внутреннюю конусную поверхность для установки уплотнения в конический зазор между корпусом реактора и наружной оболочкой, профилированная прокладка выполнена с хвостовиком, входящим ответно в хвостовик наружной оболочки и взаимодействующим с ним своей наружной поверхностью, при этом внутренняя полость СВЧ-печи соединена с устройством для создания разрежения в указанной полости. Обеспечивается непрерывная обработка нанокомпозитов в водородной плазме. 2 ил.

Установка для вакуумного ионно-плазменного нанесения покрытий // 2562566

Изобретение относится преимущественно к машиностроению и может быть применено для ионно-плазменного упрочнения инструмента с размерами, превышающими габариты рабочей камеры установки.Установка для вакуумного ионно-плазменного нанесения покрытия содержит камеру, катодные узлы, систему водоохлаждения, вакуумную систему и механизм вращения обрабатываемого изделия. Установка снабжена смонтированным на передней панели цилиндром, удлиняющим камеру, крепежными устройствами, токоизолированными от камеры при помощи керамических втулок и предназначенными для горизонтального размещения обрабатываемого изделия, установочным зажимом, выполненным с возможностью установки на изделии и входящим в зацепление с механизмом вращения, имеющим вал, передающий вращение изделию, изолированным токоподводом для передачи напряжения от упомянутого вала на обрабатываемое изделие, а также переходными фланцами для разворота катодных узлов. Обеспечивается расширение номенклатуры упрочняемых изделий в ионно-плазменных установках. 5 ил.

Установка для вакуумного ионно-плазменного нанесения покрытий // 2562568

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для ионно-плазменного упрочнения инструмента с размерами, превышающими габариты рабочей камеры установки. Установка содержит вакуумную камеру, электродуговой испаритель с катодными узлами, которые установлены с возможностью разворота, и механизм вращения изделия. Кроме того, она снабжена удлиняющими цилиндрами, крепежными устройствами, тефлоновыми направляющими и кольцом, при этом на верхней и нижней панелях вакуумной камеры выполнены отверстия, на которых закреплены удлиняющие цилиндры с возможностью размещения в них концевых частей изделия. Крепежные устройства выполнены с возможностью вертикальной установки в них изделия и продольного перемещения в токоизолирующих от вакуумной камеры тефлоновых направляющих, а кольцо установлено с возможностью размещения на изделии и зацепления с валом механизма вращения. Изобретение позволяет расширить номенклатуру изделий, упрочняемых в ионно-плазменных установках. 2 ил.

Способ детонационного наращивания поверхности физических объектов // 2567289

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для детонационного наращивания поверхности физических объектов. В способе используют детонационный циклический инструмент (1) с манипулятором (2) и блок установки обрабатываемой детали (4) с приводом. В процессе наращивания поверхности физических объектов (3) манипулятор (2) и блок установки обрабатываемой детали (4) перемещают так, чтобы газодетонационный циклический инструмент (1) на объекте напыления (3) формировал на поверхности детали дискретные пятна напыления от отдельных очередных выстрелов в последовательности 1…n. При этом пятно напыления, выполненное при n-м от начала процесса обработки объекта выстреле газодетонационного инструмента (1), накладывалось на пятно напыления, выполненное в процессе не позднее чем n-2-го от начала процесса обработки объекта выстрела газодетонационного циклического инструмента (1). Способ позволяет повысить качество покрытия (5), исключив контакт и перегрев наносимого материала в зонах его перекрытия при последовательных выстрелах, и улучшить адгезию покрытия к основе. Обстрел компактной площадки поверхности детали производят в такой последовательности, что обеспечивают локальный нагрев детали от сосредоточенной в целом обработки локальной серией выстрелов газодетонационного циклического инструмента. Расстояние на поверхности детали между площадками, по которым производятся очередные серии выстрелов, минимизируют. 2 ил.

Реактор для осаждения с плазменным источником // 2571547

Изобретение относится к реактору и способу осаждения слоев металла на подложку. Подающее устройство реактора ограничивает расширительное пространство, предназначенное для проведения реагентов в виде нисходящего потока от плазменного источника (110) по направлению к реакционной камере. Расширительное пространство расширяют по направлению к реакционной камере (335). Подъемный механизм предназначен для загрузки по меньшей мере одной подложки (360) в реакционную камеру с верхней стороны реакционной камеры (335). Реактор осаждения имеет конфигурацию, обеспечивающую осаждение материала в реакционной камере на по меньшей мере одну подложку посредством последовательных самонасыщающихся поверхностных реакций. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 17 ил.

Установка для нанесения металлического покрытия на полые микросферы // 2572007

Изобретение относится к нанесению металлического покрытия на полые микросферы. Вакуумная камера является анодом, выполнена с верхней и нижней герметичными крышками, в которых установлены соответственно бункер для полых микросфер и бункер для микросфер с покрытием, и размещена на валу с возможностью поворота на 180° в вертикальной плоскости. Упомянутые бункеры выполнены с заслонками для соединения с вакуумной камерой и содержат направляющие, расположенные в вакуумной камере под углом 65°-75° к вертикали. Внутри вакуумной камеры установлен расходуемый электрод и изолированный от камеры катод, выполненные с возможностью зажигания между ними дуги и образования паров металла покрытия. Обеспечивается возможность контроля толщины наносимого покрытия на поверхность полых микросфер. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Дуговой испаритель с заданным электрическим полем // 2574537

Изобретение относится к дуговому устройству для испарения материала при обработке подложки. Устройство содержит катод, анод, источник напряжения для создания на аноде положительного потенциала относительно катода. Устройство также содержит магнитные элементы, которые формируют магнитное поле над поверхностью катода. Анод (303) расположен в форме кольца вокруг кромки катода (309) в непосредственной близости от него из условия обеспечения расположения большей части силовых линий магнитного поля, создаваемого магнитными элементами (305), выходящих с поверхности катода (309), в преобладающем направлении, параллельном поверхности катода (309), и совместного с магнитным полем, создаваемым магнитными элементами (305), обеспечения вхождения силовых линий магнитного поля, выходящих из поверхности катода (309), в анод (303), если они не выходят из поверхности катода (309) в центральной области катода (309). В результате при постоянно высоком коэффициенте испарения обеспечивается нанесение слоев с малой шероховатостью поверхности. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 11 ил.

Способ нанесения износостойких покрытий на основе диборида титана и молибдена на стальные поверхности // 2583227

Изобретение относится к технологии нанесения покрытий на металлические поверхности с использованием концентрированных потоков энергии и может быть использовано в горнодобывающей и других отраслях промышленности. Способ включает электрический взрыв композиционного электрически взрываемого проводника, состоящего из двухслойной плоской молибденовой оболочки массой 60-530 мг и сердечника в виде порошка диборида титана массой, равной 0,5-2,0 массы оболочки, формирование из продуктов взрыва импульсной многофазной плазменной струи, оплавление ею стальной поверхности при поглощаемой плотности мощности 3,5-4,5 ГВт/м2, осаждение на поверхность продуктов взрыва с формированием на ней композиционного покрытия системы TiB2-Mo и последующую импульсно-периодическую электронно-пучковую обработку поверхности покрытия при поглощаемой плотности энергии 40-60 Дж/см2, длительности импульсов 150-200 мкс и количестве импульсов 10-30. Изобретение направлено на получение износостойких покрытий с высокой адгезией с основой на уровне когезии. 2 пр., 2 ил.

Способ нанесения износостойких покрытий на основе диборида титана и никеля на стальные поверхности // 2583228

Изобретение относится к технологии нанесения покрытий на металлические поверхности с использованием концентрических потоков энергии, которые могут быть использованы в горнодобывающей и других отраслях промышленности. Способ включает электрический взрыв композиционного электрически взрываемого проводника, состоящего из двухслойной плоской никелевой оболочки массой 60-530 мг и сердечника в виде порошка диборида титана массой, равной 0,5-2,0 массы оболочки, формирование из продуктов взрыва импульсной многофазной плазменной струи, оплавление ею стальной поверхности при поглощаемой плотности мощности 3,5-4,5 ГВт/м2, осаждение на поверхность продуктов взрыва с формированием на ней композиционного покрытия системы TiB2-Ni и последующую импульсно-периодическую электронно-пучковую обработку поверхности покрытия при поглощаемой плотности энергии 40-60 Дж/см2, длительности импульсов 150-200 мкс и количестве импульсов 10-30 имп. Изобретение направлено на получение износостойких покрытий с высокой адгезией с основой на уровне когезии. 2 пр., 2 ил.

Поршневое кольцо, применение поршневого кольца и способ нанесения защитного покрытия для поршневого кольца // 2600819

Изобретение относится к поршневому кольцу, его применению и способу его изготовления. Поршневое кольцо (1) выполнено с основой (10) и нанесенным на нее защитным покрытием от износа (20), которое имеет, по меньшей мере, первый элемент, точка плавления которого составляет Tm≤700°C. В защитное покрытие от износа (20) включен, по меньшей мере, второй элемент с точкой плавления Tm>760°C. В защитном покрытии от износа имеются вкрапления (30) с диаметром (D), которые содержат, по меньшей мере, первый элемент, причем, по меньшей мере, 90% вкраплений (30) имеют величину 1 µм≤D≤10 µм. Способ изготовления защитного покрытия от износа (20) с помощью дугового метода испарения предусматривает, что материал накопительного электрода имеет, по меньшей мере, первый элемент с точкой плавления Tm≤700°C и, по меньшей мере, второй элемент с точкой плавления Tm>760°C, причем второй элемент включен в материал накопительного электрода в таком количестве, что точка плавления (Tm) материала накопительного электрода составляет ≥1000°C. Изобретение повышает надежность устройства за счет уменьшения собственного износа поршневого кольца и сопряженных элементов устройства. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 18 ил.