Спосіб дифузійного зміцнювання та пристрій для його здійснення

Изобретение относится к химико-термической обработке металлов, в частности к процессам диффузионного насыщения поверхности ионно-плазменным методом. Известен способ и устройство для получения износостойких покрытий методом ионно-плазменной диффузии, который проходит в разреженной газовой среде, содержащий диффундирующий компонент, например - азот, и инертный компонент, применяемый для обеспечения други х свойств упрочненного слоя, в частности -пластичности, например - аргон, при наличии электрического поля между корпусом камеры, выполняющим роль анода, или специальным анодом и обрабатываемыми объектами, являющими катодом с непрерывной подачей газовой смеси в разрядную камеру [1]. Наиболее близким к предполагаемому изобретению является способ и устройство для ионного азотирования, при реализации которого азотосодержащая газовая смесь непрерывно поступает в разрядную камеру, а неиспользованные излишки смеси откачиваются вакуумным агрегатом [2]. При этом в разрядной камере имеется специальный ввод подачи газовой смеси, соединенный с системой газоподготовки, и вывод, соединяемый с вакуумным агрегатом. Недостатком этого способа и устройства для его реализации является нерациональное использование газовой смеси, так как часть ее откачивается из разрядной камеры без практического использования. Кроме того, в случае использования аммиачных газовых сред выброс их в атмосферу недопустим с точки зрения экологических последствий. В основу изобретения поставлена задача создания способа получения диффузионных покрытий ионноплазменным методом и устройства для его осуществления, которые обеспечивали бы повышение экономичности процесса за счет уменьшения расхода компонентов газовой смеси. Поставленная задача создания способа получения диффузионных покрытий ионно-плазменным методом и устройства для его осуществления, которые обеспечивали бы экономичность процесса за счет уменьшения расхода газовой смеси в предполагаемом изобретении осуществляется тем, что процесс ведется в газовой среде, которая периодически по мере расходования пополняется диффундирующим компонентом при постоянном сохранении в разрядной камере инертного компонента, причем выход разрядной камеры отключается от вакуумной системы, управление подачей диффундирующего компонента осуществляется путем контроля давления в разрядной камере, а устройство для осуществления указанного способа дополнительно состоит из автономной линии подачи диффундирующего компонента в разрядную камеру, системы запуска, включающей датчик давления, задатчики минимального и максимального уровней давления в разрядной камере, блок сравнения и управляющий клапан в автономной линии подачи диффундирующего компонента. Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом. Устройство для осуществления -диффузионного упрочнения состоит из емкостей для хранения инертного компонента 1, диффундирующего компонента 2, системы подготовки газовой смеси 3, емкости газовой смеси 4, управляющего клапана запуска смеси в разрядную камеру 6, электрическое поле в которой создается источником 7, а необходимое разрежение - вакуумной системой 8, соединенной с камерой клапаном 9, систему запуска диффундирующего компонента по автономной линии 10 в камеру, включающей датчик давления 11, блок сравнения 12, задатчики максимального 13 и минимального 14 уровней давления, управляющий клапан 15. Способ осуществляется и устройство работает следующим образом. После создания в разрядной камере 6 с помощью вакуумной системы 8 через клапан 9 форвакуума постепенным повышением напряжения на аноде и катоде камеры, создаваемого источником 7, проводят ионную очистку поверхности деталей. Затем компоненты смеси с емкостей 1 и 2 в пропорции, заданной технологическим режимом, через систему подготовки 3 поступают в емкость 4 и с помощью клапана 5 газовая смесь подается в камеру 6 до достижения режимного давления. Напряжение на электродах камеры устанавливается, исходя из требуемой по технологическому режиму температуры деталей. Клапан 5 выключается и включается система запуска, По мере падения давления в камере, которое регистрируется датчиком давления 11 и которое вызвано только расходованием диффундирующего компонента в блоке сравнения 12 выдается команда на включение клапана 15 (ситуация соответствует минимально допустимому соотношению диффундирующего и инертного компонентов, а оно устанавливается задатчиком 14 в соответствии с технологическим режимом в зависимости от требуемых по условиям эксплуатации параметров упрочнения), диффундирующий компонент по автономной линии 10 поступает в камеру. Давление в камере поднимается до уровня, установленного задатчиком 13 соответственно максимально допустимому соотношению компонентов, блок сравнения выдает команду на закрытие клапана 15, цикл повторяется.