Установка для вакуум-плазмового напилення

1. Установка для вакуум-плазмового напилення, що містить генератор плазми, систему відкачування повітря з вакуумної камери, засіб для натікання робочого газу до вакуумної камери та вакуумну камеру, в якій розташований утримувач деталі, підпалювальний електрод, катод і фокусуюча котушка, гальванічно з'єднані з генератором 3 26322 4 суюча котушка, гальванічно з'єднані з генератором пружень в місцях різкого переходу, що знижує довплазми, забезпеченим блоком живлення (не покаговічність одержаного у такій установці покриття. зано). Установка забезпечена системою управлінУ основу пропонованої корисної моделі постаня процесом вакуум-плазмового напилення (не влено задачу створити таку установку для вакуумпоказано). плазмового напилення, що дозволила б одержати Пропонована установка працює так. У вакуумпокриття, яке б поєднувало переваги дискретної ній камері на відповідному утримувачі встановлюструктури із підвищеною зносостійкістю з перевають деталь 2. На відстані h=10,0hкр від деталі 2 гами суцільного покриття по корозійній стійкості та встановлюють паралельно поверхні деталі 2 у можливістю нанесення такого покриття за одну відповідному утримувачі сітчасту маску-екран 1, технологічну операцію при плавному спряженні задаючи гвинтовим механізмом потрібну відстань дискретних чарунок із суцільним прошарком. між поверхнею деталі 2 і сітчастої маски-екрану 1. Поставлена задача вирішується у пропоноваПодають електричну напругу на нагрівач і нагріній установці, яка, як і відома установка для вакувають деталь до температури +300...350°С. Потім ум-плазмового напилення, містить генератор плагерметизують вакуумну камеру і відкачують повітзми, систему відкачки повітря з вакуумної камери, ря до тиску Р=0,12-0,65Па. Подають напругу на засіб для натікання робочого газу до вакуумної генератор плазми і виконують дії щодо створення камери та вакуумну камеру, в якій розташований плазми між електродом і катодом. Для утримання утримувач деталі, підпалюючий електрод, катод і плями на поверхні катоду подавали напругу на фокусуюча котушка, гальванічне з'єднані з генерафокусуючі котушки, які переміщують по дузі з петором плазми, а також систему управління процериферії катоду на його торцеву частину. В резульсом вакуум-плазмового напилення, а, відповідно таті заповнення вакуумної камери реактивним гадо пропозиції, у вакуумній камері між катодом і зом між анодом і поверхнею виробу утворюється утримувачем виробу встановлений утримувач сітзона низькотемпературної газо-металевої плазми і частої маски-екрану з можливістю зміни відстані протікає плазмохімічна реакція утворення покритміж утримувачем сітчастої маски-екрану та утритя. Змінюючи величину струму дуги катоду і напрумувачем деталі. гу на аноді, встановлюють необхідні режими для Особливістю пропонованої установки є і те, нанесення покриття, наприклад, Up=650-700В; що утримувач сітчастої маски-екрану забезпечеІ р=3,4-3,6А. В процесі роботи дугового випаровуний гвинтовим механізмом, при цьому утримувач вача в камеру подають реакційний газ, наприклад прикріплений до одного з елементів гвинтового N2, в результаті в робочому об'ємі вакуумної камемеханізму, а другий елемент гвинтового механізму ри проходить плазмохімічна реакція на поверхні прикріплений до корпусу вакуумної камери. деталі 2, яку напилюють в об'ємі камери. НаприОсобливістю пропонованої установки є і те, клад, розпилюючи генератором плазму матеріалу що другий елемент гвинтового механізму встановТі і подаючи в камеру реакційний газ - азот одерлений на шаровому шарнірі, прикріпленому до жують покриття з нітриду титану (TiN). Швидкість корпуса вакуумної камери. осадження покриття в затіненій сітчастим екраномСуть пропонованого способу пояснюється маскою 1 зоні набагато менша, ніж на вільній від схематичним кресленням. екрана 1 поверхні деталі 2. Таким чином, регулюНа Фіг.1 - схематично показано пропоновану ється співвідношення Нmіn/Нmах. Товщина Нmin суціустановку. льного прошарку гарантує необхідний корозійний На Фіг.2 - показано залежність максимальних захист, а величина Нmах забезпечує необхідну знодотичних напружень τ mах в площині адгезійного состійкість. Плавний перехід швидкостей осаконтакту - від кута притуплення кромки Θ, де 2 дження матеріалу покриття між затіненою та відоснова (деталь); 3 - покриття. критою зонами забезпечує плавне спряження На кресленні відстань між нижньою поверхнею дискретних чарунок із суцільним прошарком. Цим сітчастої маски-екрана 1 та оброблюваною поверзабезпечується відсутність концентрацій напрухнею деталі 2 позначена літерою h. Довжина стожень та підвищення довговічності покриття. Співрони окремої чарунки покриття 3 позначена, як hкр, відношення Нmin/Нmах регулюється відстанню h Нmin та Нmах - відповідно, мінімальна та максимасітчастої маски-екрана 1 від оброблюваної поверльна товщина одержаного пропонованим спосохні деталі 2 та різницею в швидкостях осадження бом покриття. матеріалу покриття в затіненій та відкритій зоні Пропонована установка для вакуумоброблюваної поверхні. Таке комбіноване покритплазмового напилення містить генератор плазми, тя наносять протягом одної технологічної операції. систему відкачки повітря з вакуумної камери, засіб Одержане покриття досліджували на міцність. При для натікання робочого газу до вакуумної камери цьому було визначено, що напружнота вакуумну камеру (не показано). У вакуумній деформований стан окремої дільниці (чарунки) камері розташований утримувач (не показаний) дискретного покриття суттєво залежить від форми для деталі 2, сітчаста маска-екран 1 встановлена його крайової зони. Особливо впливає форма у відповідному утримувачі, забезпеченому гвинтокромки на розподіл дотичних напружень в площині вим механізмом, при цьому утримувач прикріплеадгезійного контакту. На Фіг.2 показано залежність ний до одного з елементів гвинтового механізму, а максимальних дотичних напружень τmах в площині другий елемент гвинтового механізму прикріплеадгезійного контакту від кута притуплення кромки ний до корпусу вакуумної камери за допомогою Θ. Як слідує з Фіг.2, притупленням кромки можна шарового шарніру, прикріпленого до корпуса вакусуттєво знизити дотичні напруження, чим підвищиумної камери (не показано). У вакуумній камері ти стійкість дискретного покриття при експлуатавстановлені підпалюючий електрод, катод і фоку 5 26322 6 ційних навантаженнях. Sі3N4 збільшило зносостійкість (в порівнянні з суАвторами, наприклад, було визначено, що націльним покриттям) при точінні сталі LUX-15 (HRC несення дискретного покриття (AlCr)N у пропоно62...64) на 30%, а дискретне покриття, нанесене ваній установці при відстані h=0 на ріжучу кераміку при h=2мкм, збільшило зносостійкість на 70%. Комп’ютерна верстка В. Мацело Підписне Тираж 26 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