close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY16414

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2012.10.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
C 23C 14/38
C 23C 8/00
(2006.01)
(2006.01)
СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ В
ТЛЕЮЩЕМ РАЗРЯДЕ (ВАРИАНТЫ)
(21) Номер заявки: a 20100712
(22) 2010.05.11
(43) 2011.12.30
(71) Заявитель: Государственное учреждение высшего профессионального
образования
"БелорусскоРоссийский университет" (BY)
(72) Авторы: Логвин Владимир Александрович; Сазонов Игорь Сергеевич; Жолобов Александр Алексеевич; Логвина Екатерина Владимировна (BY)
BY 16414 C1 2012.10.30
BY (11) 16414
(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 2207384 C2, 2003.
RU 2368471 C1, 2009.
RU 2073902 C1, 1997.
SU 1054314 A, 1983.
SU 1039438 A, 1983.
JP 2001/073112 A.
(57)
1. Способ упрочнения деталей тормозной системы в тлеющем разряде, включающий
обработку рабочих поверхностей деталей тормозной системы в вакууме в тлеющем разряде, отличающийся тем, что детали тормозной системы из разнородных материалов одновременно располагают в вакуумной камере в области фарадеева темного пространства
рабочими поверхностями к аноду между анодом и катодом, подключенными к источнику
напряжения, осуществляют откачку воздуха из вакуумной камеры до разрежения 1,3-13,3 Па,
создают между анодом и катодом, расположенными на расстоянии 300-600 мм, напряжение 0,5-8 кВ и плотность тока 0,05-3 А/м2, постепенно повышают напряжение между катодом и анодом до возбуждения самостоятельного тлеющего разряда, выдерживают в
течение 5-60 мин, переворачивают детали на 180° и снова выдерживают в течение
5-60 мин.
BY 16414 C1 2012.10.30
2. Способ упрочнения деталей тормозной системы в тлеющем разряде, включающий
обработку рабочих поверхностей деталей тормозной системы в вакууме в тлеющем разряде, отличающийся тем, что детали тормозной системы из разнородных материалов одновременно располагают в вакуумной камере в области фарадеева темного пространства
рабочими поверхностями к аноду между анодом и катодом, подключенными к источнику
напряжения, осуществляют откачку воздуха из вакуумной камеры до разрежения 1,3-13,3 Па,
создают между анодом и катодом, расположенными на расстоянии 300-600 мм, напряжение 0,5-8 кВ и плотность тока 0,05-3 А/м2, постепенно повышают напряжение между катодом и анодом до возбуждения самостоятельного тлеющего разряда, во время обработки
детали тормозной системы по меньшей мере три раза переворачивают на 180° и выдерживают в течение 5-90 мин.
3. Способ упрочнения деталей тормозной системы в тлеющем разряде, включающий
обработку рабочих поверхностей деталей тормозной системы в вакууме в тлеющем разряде, отличающийся тем, что детали тормозной системы из разнородных материалов одновременно располагают в вакуумной камере в области фарадеева темного пространства
рабочими поверхностями к аноду между анодом и катодом, подключенными к источнику
напряжения, осуществляют откачку воздуха из вакуумной камеры до разрежения 1,3-13,3 Па,
создают между анодом и катодом, расположенными на расстоянии 300-600 мм, напряжение 0,5-8 кВ и плотность тока 0,05-3 А/м2, постепенно повышают напряжение между катодом и анодом до возбуждения самостоятельного тлеющего разряда, во время обработки
детали тормозной системы непрерывно вращают в течение 5-90 мин.
Изобретение относится к нанесению покрытий диодным распылением материала с
помощью разряда и ионным внедрением и может использоваться в авиационной, приборостроительной, автомобильной и машиностроительной промышленности.
Известные способы упрочнения заключаются в том, что под воздействием ионных
пучков происходит возрастание энергетического уровня материала упрочняемого изделия,
а также испарение металлов в микроскопических областях катода [1, 2].
Данные способы имеют низкую производительность и значительные энергозатраты
при осуществлении, так как необходимо изделия из разнородных материалов выдерживать в камере раздельно длительное время под действием ионных пучков для упрочнения
рабочих поверхностей.
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 тлеющего разряда [3].
Данный способ, принятый за прототип, для осуществления процесса предполагает
наличие более высокого потенциала и плотности тока между катодом и анодом, а также
изделия подвергают нагреву до высоких температур.
Задачей данного изобретения является снижение энергозатрат и сокращение времени
обработки при одновременном повышении износостойкости рабочих поверхностей в процессе эксплуатации.
Указанная задача решается благодаря тому, что способ упрочнения деталей тормозной
системы в тлеющем разряде, включающий обработку рабочих поверхностей деталей тормозной системы в вакууме в тлеющем разряде, согласно изобретению, детали тормозной
системы из разнородных материалов одновременно располагают в вакуумной камере в
области фарадеева темного пространства рабочими поверхностями к аноду между анодом
и катодом, подключенными к источнику напряжения, осуществляют откачку воздуха из
вакуумной камеры до разрежения 1,3... 13,3 Па, создают между катодом и анодом, располо2
BY 16414 C1 2012.10.30
женными на расстоянии 300...600 мм, напряжение 0,5...8 кВ и плотность тока 0,05...3 А/м2,
постепенно повышают напряжение между катодом и анодом до возбуждения самостоятельного тлеющего разряда, выдерживают в течение 5...60 минут, переворачивают детали
на 180° и снова выдерживают в течение 5...60 минут.
Указанная задача решается благодаря тому, что способ упрочнения деталей тормозной
системы в тлеющем разряде, включающий обработку рабочих поверхностей деталей тормозной системы в вакууме в тлеющем разряде, согласно изобретению, детали тормозной
системы из разнородных материалов одновременно располагают в вакуумной камере в
области фарадеева темного пространства рабочими поверхностями к аноду между анодом
и катодом, подключенными к источнику напряжения, 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...8 кВ и плотность тока 0,05...3 А/м2,
постепенно повышают напряжение между катодом и анодом до возбуждения самостоятельного тлеющего разряда, во время обработки детали тормозной системы, по меньшей
мере, три раза переворачивают на 180° и выдерживают в течение 5...90 минут.
Указанная задача решается благодаря тому, что способ упрочнения деталей тормозной
системы в тлеющем разряде, включающий обработку рабочих поверхностей деталей тормозной системы в вакууме в тлеющем разряде, согласно изобретению, детали тормозной
системы из разнородных материалов одновременно располагают в вакуумной камере в
области фарадеева темного пространства рабочими поверхностями к аноду между анодом
и катодом, подключенными к источнику напряжения, 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...8 кВ и плотность тока 0,05...3 А/м2,
постепенно повышают напряжение между катодом и анодом до возбуждения самостоятельного тлеющего разряда, во время обработки детали тормозной системы непрерывно
вращают в течение 5...90 минут.
Известно, что в лабораторной практике используют тлеющий разряд для катодного
распыления металлов [2]. Причина катодного распыления заключается в том, что каждый
положительный ион при соударении с катодом и изделиями передает свою энергию небольшой группе атомов катода и изделий. Это приводит к сильному местному повышению температуры, возникающему в отдельных микроскопических областях катода и
изделий, которое и приводит к испарению компонентов, входящих в состав катода и изделий. При этом ионный и электронный токи, имеющие разные знаки в межэлектродном
пространстве, изменяются в зависимости от положения изделий между катодом и анодом
[4]. Поэтому если расположить упрочняемые изделия в межэлектродном пространстве
между катодом и анодом в области фарадеева темного пространства с максимальными величинами ионного и электронного токов, можно создать благоприятные условия к максимальной напряженности поля, воздействующего на упрочняемое изделие. Таким образом,
можно снизить затраты энергии и сократить время выдержки изделий под действием катодного падения потенциала самостоятельного тлеющего разряда.
Сущность изобретения поясняется иллюстрацией, на которой схематично изображена
установка для обработки. На фигуре показан разрез по оси анод-катод с расположением
обрабатываемых деталей тормозной системы на устройстве, обеспечивающем вращение
деталей тормозной системы в межэлектродном пространстве.
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 диэлектрическом основании 6. На катоде 5 расположено устройство 14,
обеспечивающее вращение, с устройством фиксации 13 для поворота на 180° обрабатываемых деталей тормозной системы тормозных (барабанов) дисков 9 и тормозных колодок
12 в области фарадеева темного пространства. Для создания разряжения в вакуумной камере 3 применяют откачной пост 10 и форвакуумный агрегат 11. Тлеющий разряд воз3
BY 16414 C1 2012.10.30
буждается между анодом 1 и катодом 5 посредством подачи напряжения от блока 8 питания через высоковольтные провода 7.
Пример реализации способов. Перед началом процесса обработки на катод 5 устанавливается устройство 14, обеспечивающее вращение, с устройством фиксации 13 для поворота на 180° обрабатываемых деталей тормозной системы тормозных (барабанов) дисков
9 и тормозных колодок 12 в области фарадеева темного пространства. Закрывают вакуумную камеру 3 и включают откачной пост 10 для откачки воздуха из вакуумной камеры 3.
После создания достаточного разряжения в вакуумной камере 3 включают агрегат форвакуумный 12 для создания необходимого разрежения в 1,3...13,3 Па, вакуумной камере 3 и
через высоковольтные провода 7 от блока 8 питания подают напряжение 0,5...8 кВ на катод 5 и анод 1 и обеспечивают плотность тока 0,05...3 А/м2, тем самым зажигают тлеющий
разряд. Под действием катодного падения потенциала тлеющего разряда в результате
ионно-электронной и фотоэлектронной эмиссий происходит формирование характерной
для него структуры. Выдерживают обрабатываемые детали тормозной системы тормозные
(барабаны) диски 9 и тормозные колодки 12 в области фарадеева темного пространства в
течение 5...60 минут, затем переворачивают детали на 180° и снова выдерживают в течение 5...60 минут. Можно осуществлять выдержку обрабатываемых деталей тормозной системы тормозных (барабанов) дисков 9 и тормозных колодок 12 в области фарадеева
темного пространства, при этом, по меньшей мере, три раза переворачивать на 180° в течение 5...90 минут. Можно осуществлять выдержку обрабатываемых деталей тормозной
системы тормозных (барабанов) дисков 9 и тормозных колодок 12 в области фарадеева
темного пространства, при этом во время обработки детали тормозной системы непрерывно вращают в течение 5...90 минут. Для поворота деталей тормозной системы на 180°
включают устройство 14, обеспечивающее вращение, например, электромагнитное или
механическое и при помощи устройства фиксации 13, например, в виде конического фиксатора или электромагнита, фиксируют каждый раз положение деталей тормозной системы тормозных (барабанов) дисков 9 и тормозных колодок 12 в области фарадеева темного
пространства рабочей стороной к аноду 1. Непрерывное вращение с заданной скоростью,
например 10...20 мин-1, меняет поочередно положение рабочих поверхностей деталей тормозной системы тормозных (барабанов) дисков 9 и тормозных колодок 12 в области фарадеева темного пространства по отношению к аноду 1 в течение 5...90 минут, при этом
устройство фиксации 13 отключено. Под действием катодного падения потенциала тлеющего разряда в результате ионно-электронной и фотоэлектронной эмиссий происходит
испарение частиц из деталей тормозной системы тормозных (барабанов) дисков 9 и тормозных колодок 12, а также катода 5 и заполнение вакансий в кристаллической решетке
на поверхности деталей тормозной системы тормозных (барабанов) дисков 9 и тормозных
колодок 12. Одновременно с этим происходит повышение энергетического потенциала
поверхностного слоя и колебание кристаллической решетки, что приводит к упорядочению ее структуры и частичному изменению структуры с упрочнением поверхностного
слоя деталей тормозной системы тормозных (барабанов) дисков 9 и тормозных колодок 12
вследствие торможения в нем поочередно в большей степени бомбардирующих ионов, а
затем в большей степени электронов и наоборот. Это позволяет сократить время упрочнения изделий до 30 % при одновременном нанесении (конденсировании) на изделиях наноструктурированного слоя, сформированного из продуктов испарения из анода 1, катода 5
и деталей тормозной системы тормозных (барабанов) дисков 9 и тормозных колодок 12,
что повышает их износостойкость до 50 %. После выдержки деталей тормозной системы
тормозных (барабанов) дисков 9 и тормозных колодок 12 под действием тлеющего разряда снимают напряжение с анода 1 и катода 5 подают воздух в вакуумную камеру 3, а затем
извлекают детали тормозной системы тормозные (барабаны) диски 9 и тормозные колодки 12.
4
BY 16414 C1 2012.10.30
Источники информации:
1. Погребяк А.Л., Решнев Р.Е. и др. Модификация свойств металлов под действием
мощных ионных пучков // Известия вузов Физика. - № 1. - 1987. - С. 52-65.
2. Калашников С.Г. Электричество: Учебн. пособие для вузов. - М., 1970. - С. 410-414,
рис. 349, 350.
3. Арзамасов Б.Н., Брострем В.А., Буше Н.А. и др. Конструкционные материалы:
Справочник. - М.: Машиностроение, 1990. - С. 152-153 (прототип).
4. Физический энциклопедический словарь / Гл. ред. А.М. Прохоров. Ред. кол.
Д.М. Алексеев, А.М. Бонч-Бруевич, А.С. Боровик-Романов и др. - М.: Сов. энциклопедия,
1983. - С. 761.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
253 Кб
Теги
by16414, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа