close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY 15543

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2012.02.28
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
B 06B 3/00 (2006.01)
C 23C 14/02 (2006.01)
C 23C 8/00 (2006.01)
СПОСОБ АКТИВАЦИИ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ИЗДЕЛИЙ
ПЕРЕД НАНЕСЕНИЕМ ПОКРЫТИЯ
(21) Номер заявки: a 20091849
(22) 2009.12.23
(43) 2011.08.30
(71) Заявитель: Государственное учреждение высшего профессионального
образования "Белорусско-Российский
университет" (BY)
(72) Авторы: Логвин Владимир Александрович; Логвина Екатерина Владимировна (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
учреждение высшего профессионального образования "БелорусскоРоссийский университет" (BY)
BY 15543 C1 2012.02.28
BY (11) 15543
(13) C1
(19)
(56) RU 2180617 C2, 2002.
RU 2044801 C1, 1995.
SU 1827689 A1, 1993.
SU 1026964 A, 1983.
JP 59004025 A, 1984.
JP 2001/073112 A.
JP 9199426 A, 1997.
ХОДЫРЕВ В.И. и др. Вестник Могилевского государственного технического университета. - 2002. - № 2(3). С. 159-163.
(57)
1. Способ активации поверхностного слоя изделий перед нанесением покрытия, заключающийся в том, что поверхность изделий доводят до шероховатости Ra ≤ 0,2...0,4 мкм,
затем изделия подвергают ультразвуковой обработке в растворителе, располагают в вакуумной камере на катоде и нагревают до 200-250 °С, осуществляют откачку воздуха из вакуумной камеры до разряжения 1,3-13,3 Па, создают между катодом и анодом, расположенными
на расстоянии 400-500 мм, напряжение 0,5 кВ и плотность тока 0,05-0,4 мА/см2, постепенно повышают напряжение между катодом и анодом до возбуждения самостоятельного
тлеющего разряда, отключают нагрев и во время остывания выдерживают изделия в течение 15-60 минут, при этом одновременно с откачкой воздуха и воздействием тлеющего разряда катод с изделиями подвергают ультразвуковому воздействию с частотой 20-45 кГц и
интенсивностью ультразвуковых колебаний 10-2-10 мВт/м2.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед ультразвуковой обработкой в растворителе осуществляют ультразвуковую обработку в щелочном растворе.
BY 15543 C1 2012.02.28
Изобретение относится к нанесению покрытий диодным распылением материала с
помощью разряда и ионным внедрением и используется в авиационной, приборостроительной, машиностроительной промышленности.
Известны способы активации поверхности под нанесение покрытий, которые заключаются в том, что посредством бомбардировки поверхности изделия положительно заряженными ионами повышается адгезия, что способствует лучшему прохождению диффузионных процессов между основой и наносимым покрытием [1, 2].
Данные способы имеют низкую производительность и значительные энергозатраты
при осуществлении, так как необходимо нагревать изделие до высоких температур и выдерживать длительное время.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является
способ, заключающийся в том, что активация поверхности осуществляется под воздействием ультразвуковой энергии, в результате чего происходит возрастание энергетического уровня материала, что способствует лучшему прохождению диффузионных процессов
между основой и наносимым покрытием [3].
Данный способ, принятый за прототип, имеет недостаток, заключающийся в том, что
для осуществления процесса активации поверхности требуется длительное время воздействия ультразвуковой энергии, что снижает производительность процесса.
Задачей данного изобретения является снижение энергозатрат и сокращение времени
активации поверхностного слоя изделий из различных материалов под нанесение покрытий.
Решение указанной задачи заключается в том, что, согласно изобретению, поверхность изделий доводят до шероховатости не более 0,2-0,4 мкм по Ra, затем изделия подвергают ультразвуковой обработке в растворителе, располагают в вакуумной камере на
катоде и нагревают до 200-250 °С, осуществляют откачку воздуха из вакуумной камеры
до разряжения 1,3-13,3 Па, создают между катодом и анодом, расположенными на расстоянии 400-500 мм, напряжение 0,5 кВ и плотность тока 0,05-0,4 мА/см2, постепенно повышают напряжение между катодом и анодом до возбуждения самостоятельного тлеющего
разряда, отключают нагрев и во время остывания выдерживают изделия в течение 15-60
минут, при этом одновременно с откачкой воздуха и воздействием тлеющего разряда катод с изделиями подвергают ультразвуковому воздействию с частотой 20-45 кГц и интенсивностью ультразвуковых колебаний 10-2-10 мВт/м2. Перед ультразвуковой обработкой в
растворителе проводят ультразвуковую обработку в щелочном растворе.
Известно, что под воздействием ультразвуковой энергии происходит возрастание
энергетического уровня материалов. Кроме того, в тлеющем разряде поток ионов носит
немоноэнергетический характер: не все ионы, исходящие из анода и образующиеся в
межкатодном пространстве, имеют энергию, достаточную для осуществления структурных изменений в материалах активизируемого поверхностного слоя изделий. Поэтому
подвергая катод вместе с изделиями ультразвуковому воздействию в процессе активации
можно значительно повысить начальную энергию электронов, исходящих из поверхности
изделий, тем самым усилить действие эффекта Франка-Рида. Далее под действием катодного падения потенциала энергия ионов остаточных газов и исходящих из анода в вакуумной камере в межкатодном пространстве увеличивается, что способствует лучшей
активации поверхностного слоя изделий.
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 12 на ультразвуковом излучателе 5, подключенном к ультразвуковому
источнику 15, и диэлектрическом основании 6, изолирующем катод 12 и ультразвуковой
излучатель 5 от корпуса 4. Высоковольтные провода 7 от катода 12 и анода 1 подключены
к высоковольтному блоку 8 питания постоянного тока. На корпусе 4 на теплоизолирую2
BY 15543 C1 2012.02.28
щей прокладке 16 установлен нагревательный элемент 14. Откачной пост 10 и агрегат
форвакуумный 11 служат для откачки воздуха и паров растворителя из вакуумной камеры
3 при активации поверхностного слоя изделий 9 из различных материалов под нанесение
покрытий. Изделия 9 располагают на катоде 12.
Пример осуществления способа. Изделия 9, после придания им шероховатости поверхности по параметру Ra не более 0,2-0,4 мкм, помещают в ванну с растворителем и
подвергают воздействию ультразвукового излучения с частотой 20-45 кГц и интенсивностью ультразвуковых колебаний 10-2-10 мВт/м2, затем изделия 9 помещают в вакуумную
камеру 3 и располагают на катоде 12. Закрывают вакуумную камеру 3 и включают нагревательные элементы 14 от отдельного источника 15 тока для нагрева изделий 9 до температуры 200-250 °С, вследствие повышения температуры молекулы воздуха и паров
растворителя, подлежащие откачке из вакуумной камеры 3, становятся более подвижными,
что сокращает время их откачки из вакуумной камеры 3. После достижения заданной температуры в вакуумной камере 3 выключают нагревательные элементы 14 и подключают
источник 13 ультразвукового излучения, который обеспечивает энергией ультразвуковой
излучатель 5, передающий ультразвуковое излучение на катод 12 вместе с изделиями 9.
Вместе с этим включают откачной пост 10 для откачки воздуха и паров растворителя из
вакуумной камеры 3. После создания достаточного разряжения в вакуумной камере 3
включают агрегат форвакуумный 11 для создания необходимого разряжения в вакуумной
камере 3. Затем создают напряжение 0,5 кВ с плотностью тока 0,05-0,4 мА/см2 между анодом 1 и катодом 12, постепенно повышают напряжение до того, как зажжется 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. После выдержки
изделий 9 под действием тлеющего разряда и ультразвукового воздействия снимают
напряжение с анода 1 и катода 12, а также ультразвукового излучателя 5. В результате
ультразвукового воздействия и катодного падения потенциала тлеющего разряда на изделия 9 в два раза сокращается время выдержки изделий 9 для активации поверхностного
слоя изделий из различных материалов под нанесение покрытий, а также перераспределения внутренних напряжений при проведении отпуска. Одновременно с перераспределением внутренних напряжений происходит насыщение поверхностного слоя изделий 9
ионами материала анода 1. После остывания изделий 9 подают воздух в вакуумную камеру 3 и извлекают изделия 9. Применение предлагаемого способа позволяет сократить
энергозатраты при проведении отпуска изделий в два раза с одновременным проведением
активации поверхностного слоя изделий из различных материалов под нанесение покрытий. Если есть необходимость для более качественной очистки поверхности изделий перед ультразвуковой обработкой, в растворителе применяют ультразвуковую обработку в
щелочном растворе.
Источники информации:
1. Арзамасов Б.Н., Брострем В.А., Буше H.А. и др. Конструкционные материалы:
Справочник. - M.: Машиностроение, 1990. - С. 152-153.
2. Марков А.И. Ультразвуковая обработка материалов. - М.: Машиностроение, 1980. С. 41.
3. Кулсмин А.В. Ультразвук и диффузия в металлах. - М.: Металлургия, 1978. - С. 5-6
(прототип).
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
85 Кб
Теги
патент, 15543
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа