close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY16592

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2012.12.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
C 23C 14/36 (2006.01)
C 23C 14/48 (2006.01)
C 23C 8/00 (2006.01)
СПОСОБ ОБРАБОТКИ МЕХАНИЧЕСКИ ЛЕГИРОВАННОЙ
ШИХТЫ ИЛИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ НЕЁ
(21) Номер заявки: a 20101138
(22) 2010.07.26
(43) 2012.02.28
(71) Заявитель: Государственное учреждение высшего профессионального
образования
"БелорусскоРоссийский университет" (BY)
(72) Авторы: Логвин Владимир Александрович; Жолобов Александр
Алексеевич; Котиков Петр Филиппович; Логвина Екатерина Владимировна (BY)
BY 16592 C1 2012.12.30
BY (11) 16592
(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.
BY 12847 C1, 2010.
BY 10597 C1, 2008.
SU 1671730 A1, 1991.
SU 1699588 A1, 1991.
SU 1346701 A1, 1987.
SU 827271, 1981.
JP 9141087 A, 1997.
(57)
Способ обработки механически легированной шихты или изделий из нее, заключающийся в том, что шихту или изделия из нее располагают в вакуумной камере на катоде, выполненном в виде открытой емкости с бортами, содержащими уклон в сторону анода,
осуществляют откачку воздуха из вакуумной камеры до разрежения 1,3-13,3 Па, создают
между катодом и анодом, подключенными к источнику пульсирующего напряжения и расположенными на расстоянии 300-800 мм, напряжение 0,5 кВ и плотность тока 0,05-3 А/м2,
BY 16592 C1 2012.12.30
постепенно повышают напряжение между катодом и анодом до возбуждения самостоятельного тлеющего разряда с образованием шаровидного светящегося облака на торце
анода, выдерживают шихту или изделия из нее в течение 5-60 минут, в процессе обработки периодически перемешивают шихту или изделия из нее и поддерживают пульсацию
напряжения в пределах 10-400 Гц.
Изобретение относится к нанесению покрытий диодным распылением материала с
помощью разряда и ионным внедрением и может использоваться в авиационной, приборостроительной, машиностроительной промышленности.
Известны способы активации поверхностных слоев изделий с повышением адгезии из
различных материалов, заключающиеся в том, что под воздействием высокочастотной
ультразвуковой энергии происходит возрастание энергетического уровня материала 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 активация поверхностных слоев изделий с повышением адгезии и повышение износостойкости осуществляется посредством изменения
свойств поверхностного слоя вследствие разгона и 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
активации поверхностных слоев мелкодисперсных материалов с повышением адгезии при
одновременном повышении износостойкости изделий из них в процессе эксплуатации.
Указанная задача решается благодаря тому, что способ обработки механически легированной шихты или изделий из нее, согласно изобретению, шихту или изделия из нее
располагают в вакуумной камере на катоде, выполненном в виде открытой емкости с бортами, содержащими уклон в сторону анода, осуществляют откачку воздуха из вакуумной
камеры до разрежения 1,3-13,3 Па, создают между катодом и анодом, подключенными к
источнику пульсирующего напряжения и расположенными на расстоянии 300-800 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 с образованием
шаровидного светящегося облака на торце анода, выдерживают шихту или изделия из нее
в течение 5-60 минут, в процессе обработки периодически перемешивают шихту или изделия из нее и поддерживают пульсацию напряжения в пределах 10-400 Гц.
Известно, что при пульсирующем изменении подаваемого напряжения происходит
возрастание энергетического уровня материала. Кроме того, в тлеющем разряде поток
ионов носит немоноэнергетический характер, не все ионы, исходящие из анода (электрода-излучателя) и находящиеся в пространстве между анодом и катодом, имеют энергию,
достаточную для осуществления структурных изменений в поверхностных слоях материалов для их активации с повышением адгезии и повышения износостойкости изделия. Под
действием катодного падения потенциала энергия ионов, исходящих из анода и находящихся в пространстве между анодом и катодом, увеличивается. Подвергая изделие воздействию импульсного тока в процессе обработки можно значительно повысить
энергетический потенциал атомов кристаллической решетки материала для активации с
повышением адгезии поверхностных слоев и повышения износостойкости изделия, тем
самым создать условия для проведения структурных изменений в приповерхностных сло2
BY 16592 C1 2012.12.30
ях шихты и материала 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 в виде открытой емкости с бортами, имеющими уклоны в сторону анода 1, на
диэлектрической прокладке 6. На катоде 5 выкладываются механически легированная
шихта и/или изделия из нее 9. Высоковольтные провода 7 от катода 5 и анода 1 подключены к устройству 12, обеспечивающему пульсацию напряжения, которое, в свою очередь, подключено к источнику напряжения 8. Источник напряжения 8 может быть
дополнительно укомплектован регулятором частоты 13. Для периодического перемешивания механически легированной шихты и/или изделий из нее 9 имеется перемешивающее устройство 14. Откачной пост 10 и агрегат форвакуумный 11 служат для откачки
воздуха из вакуумной камеры 3.
Пример реализации способа.
Обработку по предлагаемому способу осуществляют следующим образом. Механически легированная шихта и/или изделия из нее 9 помещают в вакуумную камеру 3 и располагают на катоде 5, установленном на диэлектрической прокладке 6. 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 300-800 мм, напряжение 0,5 кВ и плотность тока
0,05-3 А/м2, постепенно повышают напряжение между катодом 5 и анодом 1 до возбуждения самостоятельного тлеющего разряда с образованием шаровидного светящегося облака
на торце анода, тем самым зажигают тлеющий разряд. Благодаря тому что анод 1 и катод
5 подключены к устройству 12, обеспечивающему пульсацию напряжения от источника
напряжения 8, возникает и устойчиво горит тлеющий разряд 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. В процессе обработки поддерживают пульсацию тока в пределах 10-400 Гц и
перемешивают механически легированную шихту и/или изделия из нее 9 при помощи перемешивающего устройства 14, например, ленточного транспортера или вращающейся
лопатки, тогда катод 5 должен иметь форму полого усеченного конуса в течение 5-60 минут. При помощи регулятора 13 частоты изменяют частоту пропускаемого через механически легированную шихту и/или изделия из нее 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 механически легированную шихту и/или изделия из нее 9 тока, к середине процесса ее доводят до максимума и к завершению процесса уменьшают до минимума. После выдержки
механически легированной шихты и/или изделий из нее 9 под действием тлеющего разряда снимают напряжение с анода 5 и катода 1. В результате воздействия катодного падения
потенциала тлеющего разряда на механически легированную шихту повышается поверхностная активность дисперсных частиц шихты с повышением адгезии при получении изделий из нее, например, при помощи экструзии. При воздействии катодного падения
потенциала тлеющего разряда уже на изделия 9 из механически легированной шихты до
двух раз сокращается время выдержки изделий 9 для перераспределения внутренних
напряжений при обработке. Одновременно с перераспределением внутренних напряжений
происходит насыщение поверхностного слоя изделий 9 ионами материала анода 1 с повышением износостойкости поверхности до 50 %. После обработки подают воздух в вакуумную камеру 3 и извлекают механически легированную шихту и/или изделия из нее 9.
3
BY 16592 C1 2012.12.30
Применение предлагаемого способа позволяет сократить энергозатраты при проведении
обработки изделий до двух раз с одновременным повышением износостойкости изделий
из различных материалов на 50 %.
Источники информации:
1. Марков А.И. Ультразвуковая обработка материалов. - М.: Машиностроение, 1980. С. 41.
2. 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. 560.
3. Арзамасов Б.Н., Брострем В.А., Буше Н.А. и др. Конструкционные материалы:
Справочник. - М.: Машиностроение, 1990. - С. 152-154 (прототип).
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
84 Кб
Теги
by16592, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа