Установка для вакуум-плазмового напилення

Установка для вакуум-плазмового напилення, що містить генератор плазми, вакуумну камеру, систему відкачки повітря з вакуумної камери, засіб для натікання робочого газу до вакуумної камери та вакуумну камеру, в якій розташовані: утримувач виробу, підпалюючий електрод, катод і фокусуюча котушка, що гальванічно з'єднані з генератором плазми, а також систему управління процесом вакуум-плазмового напилення, яка відрізняється тим, що у вакуумній камері додатково між катодом і утримувачем виробу встановлений сепаратор, призначений для відокремлення від іонізованого плазмового потоку парової* і краплинної фаз, який виконаний у вигляді решітки з пластин, що розміщені під кутом 90° та розташовані одна напроти одної із зсувом на 1/2 ширини кута. Пропонована корисна модель відноситься до засобів одержання покриття шляхом його вакуумплазмового напилення на поверхню деталі, а більш конкретно, до конструкцій установок для вакуум-плазмового напилення. Найбільш близькою до пропонованої за технічною сутністю є установка для вакуум-плазмового напилення, що містить генератор плазми, систему відкачки повітря з вакуумної камери, засіб для натікання робочого газу до вакуумної камери та вакуумну камеру, в якій розташований утримувач деталі, підпалюючий електрод, катод і фокусуюча котушка гальванічне з'єднані з генератором плазми, а також систему управління процесом вакуумплазмового напилення [Нанесение износостойких покрытий на быстрорежущий инструмент / Внуков Ю.Н , Марков А.А , Лаврова Л.В , Бердышев Н.Ю./ Под ред. В.И. Гороховского - К.; "Тэхника", 1992. 141с]. Недолік описаної установки полягає у тому, що іонізований плазмовий потік, який отримують методом фізичного осадження з пару (методом КІБ) містить в собі три компоненти: 1 Крапельну фаза. 2 Паровий потік елементу, що випаровується. 3 Потік іонізованих частинок. Перші два компоненти роблять структуру покриття дефектною через те, що краплинні і парова фази перешкоджають утворенню правильного полі кристал іч ного покриття, яке відповідає орієнтуванню кристалітів " i l l " та періоду решітки 0,402.. 0,404нм. У основу пропонованої корисної моделі поставлено задачу створення такої установки для вакуум-плазмового напилення, яка б дозволила одержувати бездефектне покриття (з найменшою шорсткістю) на поверхні металевих матеріалах за рахунок створення умов для відокремлення від іонізованого плазмового потоку на шляху до деталі, на яку наносять покриття, крапельної фази і парового потоку, що випаровується. Поставлена задача вирішується у пропонованій установці, яка, як і відома установка для вакуум-плазмового напилення, містить генератор плазми, систему відкачки повітря з вакуумної камери засіб для натікання робочого газу до вакуумної камери та вакуумну камеру, в якій розташовані, утримувач виробу, підпалюючий електрод, катод і фокусуюча котушка, що гальванічне з'єднані з генератором плазми, а також систему управління процесом вакуум-плазмового напилення, а, відповідно до пропозиції, у вакуумній камері додатково між катодом і утримувачем виробу встановлений сепаратор, призначений для відокремлення від іонізованого плазмового потоку парової і краплинної фаз, який виконаний у вигляді решітки з пластин, що розміщені під кутом 90" та розташовані один напроти одного із зсувом на 1/г ширини кута. Ю Оі 5174 Суть корисної моделі пояснюється графічними та ілюстративними матеріалами. На Фіг 1 схематично показана конструкція пропонованої установки На Фіг 2 показана поверхня покриття, одержаного без використання сепаратора. На Фіг.З показана поверхня покриття, одержаного з використанням сепаратора. Пропонована установка для вакуумплазмового напилення, містить генератор плазми 1, систему відкачки повітря з вакуумної камери 2, засіб для натікання робочого газу (не показаний) до вакуумної камери та вакуумну камеру З У вакуумній камері 3 розташований утримувач (не показаний) виробу 4, підпалюючий електрод 5, катод 6 і фокусуюча котушка 7, гальванічне з'єднані з генератором плазми 1, забезпеченим блоком живлення (не показаний). Установка забезпечена системою управління процесом вакуум-плазмової о напилення (не показана). У вакуумній камері 3 між виходом катоду 6 і утримувачем виробу 4 встановлений сепаратор 8, призначений для відокремлення парової і краплинної фаз. Сепаратор 8 виконаний у вигляді решітки з пластин, що розміщені під кутом 90° та розташовані один напроти одного із зсувом на 1/2 ширини кута. Установка для вакуум-плазмового напилення працює так. У вакуумній камері 3 на утримувачі встановлюють виріб 4. Подають електричну напругу на нагрівач 8 і нагрівають виріб 4 до 300-350°С. Потім герметизують вакуумну камеру 3 і відкачують повітря до тиску Р=0,12-0,65Па. Подають напругу на генератор плазми 1 і виконують дії щодо створення плазми між електродом 5 і катодом 6. Для одержання бездефектного покриття (з найменшою шорсткістю) на поверхні виробу 4 на виході з катоду 3 встановлюється сепаратор 8. Регулюючи рівень току, що проходить по ланцюгу: блок живлення генератора плазми 1 (-Едуг), катод 6, корпус 3, блок живлення генератора плазми 1 (+Едуг), створюють оптимальні умови для нанесення покриття на виріб 4. При цьому для утримання плями на поверхні катоду 6 подавали напругу на фокусуючи котушки 7. які переміщують дугу з периферії катоду 6 на його торцеву частину. В результаті заповнення вакуумної камери 3 реактивним газом між анодом і поверхнею виробу 4 утворюється зона низькотемпературної газометалевої плазми і протікає плазмохімічна реакція утворення покриття. Змінюючи величину струму дуги катоду б і напругу на аноді, встановлюють необхідні режими для нанесення покриття, наприклад, Up=650-700B; IP=3,4-3,6A. В процесі роботи дугового випаровувала в камеру 3 подають реакційний газ. наприклад N2, в результаті в робочому об'ємі вакуумної установки проходить плазмохімічна реакція, на поверхні виробу 4 що напилюється і в об'ємі камери 3. Наприклад, розпилюючи генератором плазму матеріалу Ті і подаючи в камеру З реакційний газ - азот одержують покриття з нітриду тітану (TiN). Завдяки встановленню на поверхні виробу 4 на виході з катоду 3 сепаратора 8, створюються умови для відокремлення від іонізованого плазмової' о потоку на шляху до виробу 4, на яку наносять покриття, крапельної фази і парового потоку, що дозволяє отримати якісне покриття. 4 Фіг. 2 Фіг.1 Фіг. З Комп'ютерна верстка Н Лисенко Підписне Тираж 37 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м Київ - 42, 01601