close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY15548

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2012.02.28
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
C 23C 14/38 (2006.01)
C 23C 8/00 (2006.01)
СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ
(21) Номер заявки: a 20100454
(22) 2010.03.22
(43) 2011.10.30
(71) Заявитель: Государственное учреждение высшего профессионального
образования
"БелорусскоРоссийский университет" (BY)
(72) Авторы: Логвин Владимир Александрович; Жолобов Александр Алексеевич; Логвина Екатерина Владимировна (BY)
BY 15548 C1 2012.02.28
BY (11) 15548
(13) C1
(19)
(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.
RU 2055939 C1, 1996.
RU 2154363 C2, 2000.
SU 1044961 A, 1983.
JP 2001/073112 A.
JP 57198635 A, 1982.
(57)
1. Способ упрочнения изделия, заключающийся в том, что изделие располагают в вакуумной камере между анодом и катодом в области катодного темного пространства и
подключают к источнику высокочастотного тока, осуществляют откачку воздуха из вакуумной камеры до разряжения 1,3-13,3 Па, создают между катодом и анодом, расположенными на расстоянии 300-600 мм, напряжение 0,5 кВ и плотность тока 0,05-3 А/м2,
постепенно повышают напряжение между катодом и анодом до возбуждения самостоятельного тлеющего разряда, в процессе обработки поверхности изделия в тлеющем разряде
через изделие пропускают высокочастотный ток с частотой 1-50 кГц в течение 5-60 минут.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изделие располагают на основании из диэлектрического материала, изолирующего его от катода.
BY 15548 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 высокочастотной 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 высокочастотной ультразвуковой обработке изделие.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является
способ, заключающийся в том, что упрочнение осуществляется посредством изменения
свойств поверхностного слоя вследствие торможения в нем бомбардирующих ионов в вакууме, в тлеющем разряде [3].
Данный способ, принятый за прототип, для осуществления процесса предполагает
наличие более высокого потенциала между катодом и анодом, нагрева изделий до высоких температур и большего времени выдержки изделий под действием потенциала.
Задачей данного изобретения является снижение энергозатрат и сокращение времени
упрочнения при одновременном повышении износостойкости изделий в процессе эксплуатации.
Решение указанной задачи заключается в том, что, согласно изобретению, изделие
располагают в вакуумной камере между анодом и катодом в области катодного темного
пространства и подключают к источнику высокочастотного тока, осуществляют откачку
воздуха из вакуумной камеры до разряжения 1,3-13,3 Па, создают между катодом и анодом, расположенными на расстоянии 300-600 мм, напряжение 0,5 кВ и плотность тока
0,05-3 А/м2, постепенно повышают напряжение между катодом и анодом до возбуждения
самостоятельного тлеющего разряда, в процессе обработки поверхности изделия в тлеющем разряде через изделие пропускают высокочастотный ток с частотой 1-50 кГц в течение 5-60 минут. Изделие располагают на основании из диэлектрического материала,
изолирующего его от катода.
Известно, что при высокочастотном изменении подаваемого постоянного тока происходит возрастание энергетического уровня материала. Кроме того, в тлеющем разряде поток
ионов носит немоноэнергетический характер, не все ионы, исходящие из анода (электродаизлучателя) и образующиеся в межкатодном пространстве, имеют энергию, достаточную
для осуществления структурных изменений в материале упрочняемого изделия. Под действием катодного падения потенциала энергия ионов, исходящих из анода и образующихся
в межкатодном пространстве, увеличивается. Подвергая изделие воздействию высокочастотного постоянного тока, в процессе обработки можно значительно повысить энергетический потенциал атомов кристаллической решетки материала упрочняемого изделия, тем
самым создать условия для проведения структурных изменений в приповерхностных слоях
материала упрочняемого изделия ионами с меньшей потенциальной энергией, повысить
производительность, снизить энергозатраты и время на обработку.
Сущность изобретения поясняется иллюстрациями. На фигуре представлена схема
установки для осуществления способа.
Анод 1 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 на основании 13 из диэлектрического
материала выкладываются изделия 9 и подключаются к проводам независимого источника 12
высокочастотного постоянного тока, снабженного регулятором частоты 14. Высоковольтные провода 7 от катода 5 и анода 1 подключены к источнику напряжения 8. Откачной
пост 10 и агрегат форвакуумный 11 служат для откачки воздуха из вакуумной камеры 3.
2
BY 15548 C1 2012.02.28
Пример реализации способа.
Обработку по предлагаемому способу осуществляют следующим образом. Изделия 9
помещают в вакуумную камеру 3 и располагают на основании 13 из диэлектрического материала, на катоде 5, установленном на диэлектрической прокладке 6 таким образом, чтобы поверхность, которую необходимо упрочнять, была обращена к аноду 1, и подключают
к проводам от независимого источника 12 высокочастотного постоянного тока, снабженного регулятором частоты 14. Закрывают вакуумную камеру 3. Включают откачной пост
10 для откачки воздуха из вакуумной камеры 3. После создания достаточного разряжения
в вакуумной камере 3 включают агрегат форвакуумный 11 для создания разряжения 1,313,3 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, тем самым зажигают тлеющий разряд. Благодаря вышеописанным действиям обеспечивается
возникновение и устойчивое горение тлеющего разряда с формированием характерных
для него структур при меньшем разряжении в вакуумной камере 3 и меньшем катодном
падении потенциала, что, в свою очередь, снижает энергопотребление при работе установки. В процессе обработки через изделие пропускают высокочастотный постоянный ток
с частотой 1-50 кГц в течение 5-60 минут. При помощи регулятора 14 частоты изменяют
частоту пропускаемого через изделия 9 тока в процессе обработки, например в начале обработки устанавливают максимальную частоту и в ходе процесса ее постепенно уменьшают или в начале устанавливают минимальную частоту пропускаемого через изделия 9
тока, к середине процесса ее доводят до максимума и к завершению процесса уменьшают
до минимума. 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 до двух раз 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 до двух раз с одновременным повышением износостойкости изделий из различных материалов на 20 %.
Источники информации:
1. Марков А.И. Ультразвуковая обработка материалов. - М.: Машиностроение, 1980. С. 41.
2. Физический энциклопедический словарь / Гл. ред. A.M. Прохоров. Ред. кол. Д.М.Алексеев, A.M.Бонч-Бруевич, А.С.Боровик-Романов и др. - М.: Сов. энциклопедия, 1983. - С. 560.
3. Арзамасов Б.Н., Брострем В.А., Буше Н.А. и др. Конструкционные материалы:
Справочник. - M.: 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
81 Кб
Теги
by15548, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа