Пристрій для іонно-дифузійного зміцнювання поверхні металів

Изобретение относится к химико-термической обработке металлов, в частности - к процессам диффузионного насыщения поверхности ионно-плазменным методом. Известно устройство для получения износостойких покрытий методом ионно-плазменной диффузии, состоящее из регулировочного трансформатора, дугогасящего устройства, высоковольтного трансформатора, высоковольтного выпрямителя, разрядной камеры, газовой и вакуумной систем [1]. В указанном устройстве процесс диффузионного насыщения включает две фазы; катодное распыление, имеющее задачей очистку поверхности от оксидной пленки и проходящее при напряжении 1100-1400 В и токе меньше одного ампера; собственно диффузионное насыщение, которое реально проводится при напряжении 350-600 В и токе, измеряемом десятками ампер. Недостатком указанного устройства является его большая стоимость, предопределяемая необходимостью применения дорогостоящего мощного высоковольтного трансформатора специального исполнения, предназначенного только для устройств этого типа. В основу изобретения поставлена задача создания устройства для ионно-диффузионного упрочнения поверхности металлов, в котором для уменьшения его стоимости исключалась бы необходимость применения специального высоковольтного трансформатора. Поставленная задача создания устройства для ионно-диффузионного упрочнения поверхности металлов, в котором для уменьшения его стоимости исключалась бы необходимость применения специального высоковольтного трансформатора, в предлагаемом изобретении осуществляется тем, . что устройство включает два трансформатора: основной, мощность которого соответствует мощности разряда при диффузионном насыщении, и дополнительный маломощный; переключатель-коммутатор, причем в фазе катодного распыления оба трансформатора переключателем-коммутатором соединяются последовательно, а в фазе собственно диффузионного насыщения с помощью переключателя-коммутатора используется только основной трансформатор большой мощности. Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом. Устройство для ионно-диффузионного упрочнения поверхности металлов состоит из регулятора низковольтного напряжения 1, основного мощного трансформатора 2, дополнительного маломощного трансформатора 3, переключателя-коммутатора 4, высоковольтного выпрямителя 5, управляющего контроллера процесса 6, разрядной камеры 7, газовой 8 и вакуумной 9 систем. Устройство работает следующим образом. Напряжение от регулятора низковольтного напряжения 1 подается на трансформаторы большой мощности 2 и маломощный 3. В стадии катодного распыления переключатель-коммутатор 4 занимает на схеме вертикальное положение, при этом его секция 4.1 соединяет конец высоковольтной обмотки основного мощного трансформатора 2 с началом высоковольтной обмотки дополнительного маломощного трансформатора 3, а секция 4.2 соединяет конец высоковольтной обмотки, дополнительного трансформатора 3 с высоковольтным выпрямителем 5. Начало высоковольтной обмотки трансформатора 2 всегда соединено с высоковольтным выпрямителем 5Дак как выходные напряжения трансформаторов суммируются, то каждый из них относится к классу низковольтных устройств (до 1000В), что обеспечивает возможность применения относительно недорогих серийных трансформаторов общего назначения. В фазе собственно диффузионного насыщения переключатель-коммутатор занимает на схеме горизонтальное положение, при этом с высоковольтным выпрямителем соединяется только основной мощный трансформатор 2. Управляющий контроллер процесса 6 не допускает перехода тлеющего разряда в дуговой, так как в подобном случае происходит отсечка питающего напряжения в регуляторе низковольтного напряжения и вся система энергопитания устройства выключается [2]. Высоковольтный выпрямитель 5 выходами постоянного тока подключен к электродам разрядной камеры 7, газовая среда в которой создается системой 8, а необходимое разрежение -вакуумной системой 9.