close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY15544

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2012.02.28
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 15544
(13) C1
(19)
B 06B 3/00 (2006.01)
C 23C 14/38 (2006.01)
C 23C 8/00 (2006.01)
СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО УПРОЧНЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ
(21) Номер заявки: a 20091850
(22) 2009.12.23
(43) 2011.08.30
(71) Заявитель: Государственное учреждение высшего профессионального
образования
"БелорусскоРоссийский университет" (BY)
(72) Авторы: Логвин Владимир Александрович; Логвина Екатерина Владимировна (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
учреждение высшего профессионального образования "Белорусско-Российский университет" (BY)
(56) ХОДЫРЕВ В.И. и др. Вестник Могилевского государственного технического университета. - 2002. - № 2(3). С. 159-163.
BY 3992 U, 2007.
SU 1026964 A, 1983.
JP 2001/073112 A.
JP 9199426 A, 1997.
BY 15544 C1 2012.02.28
(57)
Способ ультразвукового упрочнения изделий, заключающийся в том, что изделия располагают в вакуумной камере на катоде, осуществляют откачку воздуха из вакуумной камеры до разрежения 1,3-13,3 Па, создают между катодом и анодом, расположенными на
расстоянии 300-600 мм, напряжение 0,5 кВ и плотность тока 0,005-0,3 мА/см2, постепенно
повышают напряжение между катодом и анодом до возбуждения самостоятельного тлеющего разряда, в процессе обработки поверхности изделий в тлеющем разряде анод подвергают ультразвуковому воздействию с частотой 16-20 кГц и интенсивностью
ультразвуковых колебаний 10-2-10 мВт/м2 в течение 5-60 минут.
BY 15544 C1 2012.02.28
Изобретение относится к нанесению покрытий диодным распылением материала с
помощью разряда и ионным внедрением и может использоваться в авиационной, приборостроительной, машиностроительной промышленности.
Известны способы упрочнения, заключающиеся в том, что под воздействием ультразвуковой энергии происходит возрастание энергетического уровня материала упрочняемого изделия [1, 2].
Данные способы имеют низкую производительность и значительные энергозатраты
при осуществлении, так как необходимо подвергать ультразвуковой обработке изделие.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является
способ, заключающийся в том, что упрочнение осуществляется посредством бомбардировки поверхности изделия положительно заряженными ионами в вакууме в тлеющем
разряде, при котором изделие во время обработки нагревают до высоких температур [3].
Данный способ, принятый за прототип, для осуществления процесса более высокого
потенциала между катодом и анодом и большего времени выдержки изделий под действием потенциала.
Задачей данного изобретения является снижение энергозатрат и сокращение времени
упрочнения при одновременном повышении износостойкости в процессе эксплуатации.
Решение указанной задачи достигается тем, что, согласно изобретению, изделия располагают в вакуумной камере на катоде, осуществляют откачку воздуха из вакуумной камеры до разрежения 1,3-13,3 Па, создают между катодом и анодом, расположенными на
расстоянии 300-600 мм, напряжение 0,5 кВ и плотность тока 0,005-0,3 мА/см2, постепенно
повышают напряжение между катодом и анодом до возбуждения самостоятельного тлеющего разряда, в процессе обработки поверхности изделий анод подвергают ультразвуковому воздействию с частотой 16-20 кГц и интенсивностью ультразвуковых колебаний
10-2-10 мВт/м2 в течение 5-60 минут.
Известно, что под воздействием ультразвуковой энергии происходит возрастание
энергетического уровня материала. В лабораторной практике используют тлеющий разряд
для катодного распыления металлов. Причина катодного распыления заключается в том,
что каждый положительный ион при соударении с катодом и изделиями, контактирующими
с катодом, передает свою энергию небольшой группе атомов катода и изделий, контактирующих с катодом. Кроме того, в тлеющем разряде поток ионов носит немоноэнергетический характер, не все ионы, исходящие из анода (электрода-излучателя) и расположенные
в межкатодном пространстве, имеют энергию, достаточную для осуществления структурных изменений в материале упрочняемого изделия. Поэтому, подвергая анод (электродизлучатель) ультразвуковому воздействию в процессе обработки, можно значительно повысить начальную энергию ионов, исходящих из анода (электрода-излучателя), тем самым
усилить действие эффекта Франка-Рида. Далее под действием катодного падения потенциала энергия ионов увеличивается. Тем самым можно сократить время обработки и снизить энергозатраты.
Сущность изобретения поясняется фигурой, на которой представлена схема установки
для осуществления способа.
Анод 1 закреплен на концентраторе 13. Концентратор 13 закреплен на преобразователе 14, который установлен в диэлектрическом стакане 2, закрепленном вверху вакуумной
камеры 3 на корпусе 4. На противоположной стороне внизу вакуумной камеры 3 расположен катод 5 на диэлектрической прокладке 6. На катоде 5 выкладываются изделия 9, которые необходимо упрочнить. Преобразователь 14 подключен к ультразвуковому
электрическому генератору 12. Высоковольтные провода 7 от катода 5 и анода 1 подключены к высоковольтному блоку 8 питания постоянного тока. Откачной пост 10 и агрегат
форвакуумный 11 служат для откачки воздуха из вакуумной камеры 3.
2
BY 15544 C1 2012.02.28
Пример реализации способа.
Изделия 9, помещают в вакуумную камеру 3 и располагают на катоде 5, установленном на диэлектрическом основании 6 таким образом, чтобы поверхность, которую необходимо упрочнять, была обращена к аноду 1. Закрывают вакуумную камеру 3. Включают
откачной пост 10 для откачки воздуха из вакуумной камеры 3. После создания достаточного разрежения в вакуумной камере 3 включают агрегат форвакуумный 11 для создания
разрежения 1,3-13,3 Па, создают между катодом 5 и анодом 1, расположенными на расстоянии 300-600 мм, напряжение 0,5 кВ и плотность тока 0,005-0,3 мА/см2, постепенно
повышают напряжение между катодом 5 и анодом 1 до возбуждения самостоятельного
тлеющего разряда, тем самым зажигают тлеющий разряд. Благодаря вышеописанным действиям обеспечивается возникновение и устойчивое горение тлеющего разряда с формированием характерных для него структур при меньшем разрежении в вакуумной камере 3
и меньшем катодном падении потенциала, что в свою очередь снижает энергопотребление
при работе установки. Затем анод подвергают ультразвуковому воздействию с частотой
16-20 кГц и интенсивностью ультразвуковых колебаний 10-2-10 мВт/м2 в течение 5-60 минут. После выдержки изделий 9 под действием тлеющего разряда снимают напряжение с
анода 5 и катода 1. В результате воздействия катодного падения потенциала тлеющего
разряда на изделия 9 и ультразвукового на анод 1 в два раза сокращается время выдержки
изделий 9 для перераспределения внутренних напряжений при проведении упрочнения.
Одновременно с перераспределением внутренних напряжений происходит насыщение поверхностного слоя изделий 9 ионами материала анода 1. После обработки подают воздух в
вакуумную камеру 3 и извлекают изделия 9. Применение предлагаемого способа позволяет сократить энергозатраты при проведении обработки изделий в два раза с одновременным повышением износостойкости изделий из различных материалов на 30 %.
Источники информации:
1. Марков А.И. Ультразвуковая обработка материалов. - М.: Машиностроение, 1980. С. 41.
2. Кулемин А.В. Ультразвук и диффузия в металлах. - М.: Металлургия, 1978. - С. 5-6.
3. Арзамасов Б.H., Брострем В.А., Буше H.А. и др. Конструкционные материалы:
Справочник. - М.: Машиностроение 1990. - С. 152-154 (прототип).
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
74 Кб
Теги
by15544, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа