Установка плазменного напыления

Установка относится к плазменному нанесению покрытий из порошковых материалов на рабочие поверхности различных изделий для придания этим поверхностям заданных свойств. В корпусе размещены катод и анод, имеющий сквозное отверстие, симметричное относительно оси корпуса. Основной источник электрического питания подключен к катоду и аноду. Система подачи плазмообразующего газа выполнена в виде отверстий, расположенных вокруг катода в держателе катода. Система подачи напыляемого порошкового материала также выполнена в виде отверстий и расположена в стенке сопла. Сопло установлено последовательно с анодом и шайбой из жаропрочного материала с образованием цилиндрического канала транспортировки плазмы к системе подачи напыляемого порошкового материала. Сопло связано с анодом дополнительного источника электрического питания, катод которого предназначен для присоединения к напыляемой поверхности. Использование изобретения способствует повышению качества напыляемого покрытия и снижению потерь порошкового материала. 1 ил.

 

Изобретение относится к устройствам плазменного нанесения покрытий из порошковых материалов на рабочие поверхности различных изделий для придания этим поверхностям заданных свойств.

Известна установка плазменного напыления, содержащая основной и дополнительный источники электрического питания, корпус с катодом и анодом, имеющим сквозное отверстие, симметричное относительно оси корпуса, системы подачи плазмообразующего газа и подачи напыляемого порошкового материала, выполненные в виде отверстий, расположенных вокруг катода в держателе катода, шайбу из жаропрочного материала. Анод подключен к основному источнику электрического питания, а катод - к дополнительному источнику электрического питания, в свою очередь связанному с основным источником электрического питания. Шайба электрически соединена с анодом и установлена последовательно с ним с образованием электрического канала транспортировки плазмы и порошкового материала из области электрического разряда к напыляемой поверхности. В качестве плазмообразующего газа использован воздух (патент RU 2196010, МПК7 В05В 7/22).

Недостатком описанной установки плазменного напыления является неудовлетворительное качество получаемого покрытия и большие потери порошкового материала. Неудовлетворительное качество покрытия обусловлено неоднородностью напыляемой смеси плазмообразующего газа и порошкового материала, получаемой в условиях больших градиентов температур в области электрического разряда и поступления порошкового материала, то есть в условиях неоднородного и неравномерного нагрева порошкового материала в области электрического разряда. Большие потери порошкового материала обусловлены его оседанием на стенках корпусов в области электрического разряда и генерации плазмы, а также на внутренних поверхностях установки при дальнейшей транспортировке смеси плазмообразующего газа и порошкового материала.

Известна установка плазменного напыления, выбранная в качестве наиболее близкого аналога, содержащая основной источник электрического питания, корпус с катодом и анодом, имеющим сквозное отверстие, системой подачи плазмообразующего газа, выполненной в виде отверстий, расположенных вокруг катода в держателе катода, шайбу из жаропрочного материала, систему подачи напыляемого порошкового материала, выполненную в виде отверстий, сопло, установленное последовательно с анодом и шайбой с образованием цилиндрического канала транспортировки плазмы к системе подачи порошкового материала, расположенной в стенке сопла. Катод и анод подключены к основному источнику электрического питания. Отверстие анода размещено симметрично относительно оси корпуса (патент RU 2262392, МПК7 В05В 7/22).

Недостатком этой установки является пониженное качество нанесенного покрытия и повышенные потери порошкового материала вследствие неравномерности напыления, обусловленной не достаточно высокой скоростью истечения из сопла напыляемой смеси.

Задачей изобретения является повышение качества напыляемого покрытия и снижение потерь порошкового материала.

Эта задача решается тем, что в установке плазменного напыления, содержащей основной источник электрического питания, корпус с катодом и анодом, имеющим сквозное отверстие, системой подачи плазмообразующего газа, выполненной в виде отверстий, расположенных вокруг катода в держателе катода, шайбу из жаропрочного материала, систему подачи напыляемого порошкового материала, выполненную в виде отверстий, сопло, установленное последовательно с анодом и шайбой с образованием цилиндрического канала транспортировки плазмы к системе подачи напыляемого порошкового материала, расположенной в стенке сопла, причем катод и анод подключены к основному источнику электрического питания, а отверстие анода размещено симметрично относительно оси корпуса, согласно изобретению сопло связано с анодом дополнительного источника электрического питания, катод которого предназначен для присоединения к напыляемой поверхности.

Повышение качества покрытия, получаемого посредством предложенной установки плазменного напыления, и снижение потерь порошкового материала достигаются за счет повышения скорости истечения из сопла образовавшейся напыляемой смеси, причем ионизация этой смеси позволяет улучшить равномерность напыления и сократить потери порошкового материала вследствие создания разности потенциалов между напыляемым порошковым материалом и напыляемой поверхностью благодаря введению дополнительного источника питания, анод которого присоединен к соплу, а катод предназначен для подсоединения к напыляемой поверхности.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен общий вид установки плазменного напыления.

Установка плазменного напыления содержит основной источник 1 электрического питания, катод 2 и анод 3 со сквозным отверстием 4. Катод 2 и анод 3 размещены в корпусе 5 и подключены к основному источнику 1 электрического питания. Отверстие 4 анода 3 симметрично относительно оси корпуса 5. В корпусе 5 расположена и система подачи плазмообразующего газа, выполненная в виде отверстий 6, размещенных вокруг катода 2 и держателя катода 7. Последовательно с анодом 3 и шайбой 8, выполненной из жаропрочного электрически изолирующего материала, установлено сопло 9 с образованием цилиндрического канала транспортировки плазмы к системе подачи напыляемого порошкового материала, выполненной в виде отверстий 10 и расположенной в боковой стенке сопла 9. Анод дополнительного источника 11 электрического питания присоединен к соплу 9, а катод дополнительного источника 11 электрического питания предназначен для присоединения к напыляемой поверхности 12.

Предлагаемая установка плазменного напыления работает следующим образом.

Основной источник 1 электрического питания инициирует электрический межэлектродный дуговой разряд между катодом 2 и анодом 3. При этом одновременно через отверстия 6 осуществляется подача плазмообразующего газа. Мощность дугового разряда зависит от свойств напыляемого порошкового материала, напыляемой поверхности, расхода плазмообразующего газа и других факторов. Плазмообразующий газ в виде ионизированной плазменной струи проходит через отверстие 4 в аноде 3 и через отверстие шайбы 8 попадает в сопло 9, где захватывает порошковый материал, поступающий через отверстия 10, выполненные в стенке сопла 9. Отверстия анода 3, шайбы 8 и сопла 9 образуют цилиндрический канал транспортировки плазмы. Плазма локализуется в объеме канала транспортировки плазмы, который обеспечивает обмен энергией между составляющими плазменного потока и порошковым материалом, способствует равномерной подаче порошкового материала во все области плазменного потока, концентрирует и направляет энергию плазменного потока в направлении напыляемой поверхности 12. Разность потенциалов между ионизированной плазмой и напыляемой поверхностью 12, благодаря введению дополнительного источника 11 электрического питания, приводит к существенному ускорению плазменного потока в направлении обрабатываемой детали, на поверхность 12 которой наносится покрытие. В связи с этим достигается более прочное сцепление напыляемого порошкового материала с напыляемой поверхностью 12; частицы плазмы, имеющие одноименный заряд, равномернее распределяются по напыляемой поверхности 12, и за счет сил притяжения разноименных зарядов напыляемый порошковый материал полностью осаждается на напыляемой поверхности 12.

Таким образом, предложенное изобретение позволяет повысить качество напыляемого покрытия и уменьшить потери порошкового материала.

Установка плазменного напыления, содержащая основной источник электрического питания, корпус с катодом и анодом, имеющим сквозное отверстие, системой подачи плазмообразующего газа, выполненной в виде отверстий, расположенных вокруг катода в держателе катода, шайбу из жаропрочного материала, систему подачи напыляемого порошкового материала, выполненную в виде отверстий, сопло, установленное последовательно с анодом и шайбой с образованием цилиндрического канала транспортировки плазмы к системе подачи порошкового материала, расположенной в стенке сопла, причем катод и анод подключены к основному источнику электрического питания, а отверстие анода размещено симметрично относительно оси корпуса, отличающаяся тем, что сопло связано с анодом дополнительного источника электрического питания, катод которого предназначен для присоединения к напыляемой поверхности.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к дуговым плазматронам с аксиальным вводом порошка для напыления металлических и неметаллических защитных покрытий на изделия.

Изобретение относится к нанесению покрытий и может быть использовано для нанесения металлических или керамических покрытий, в частности, на детали аэрокосмических объектов.

Изобретение относится к сплаву на основе кобальта в порошкообразной форме для нанесения покрытия на объекты, подвергающиеся эрозии жидкостями, в частности на лопатки паровых турбин, а также к способу нанесения такого сплава.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к установке для нанесения газотермических покрытий, и может найти применение в различных отраслях машиностроения при подготовке поверхностей к напылению.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к установке для напыления плазменных газотермических покрытий, и может быть использовано для нанесения металлических, металлокерамических и керамических покрытий напылением на поверхность при изготовлении и восстановлении деталей различной конфигурации.

Изобретение относится к технике нанесения покрытий, а именно к нанесению покрытий из порошковых материалов на рабочие поверхности различных изделий, и может быть использовано для придания требуемых свойств поверхностям зубных протезов и имплантатов.

Изобретение относится к технике нанесения металлопокрытий путем диспергирования сжатым воздухом или газом материала в виде проволоки, расплавляемой с помощью электрической дуги, и может быть использовано для нанесения износостойких и антифрикционных покрытий.

Изобретение относится к газотермическому напылению, в частности к оборудованию электродуговой металлизации. .

Изобретение относится к технологии плазменной обработки материалов и изделий, в частности к электродуговым плазматронам, предназначенным для напыления порошковых материалов, включая тугоплавкие материалы, на поверхности изделий с целью получения покрытий различного функционального назначения.

Изобретение относится к технологии нанесения покрытий путем распыления присадочного материала в виде проволоки с помощью электрической дуги и может быть использовано для нанесения износостойких и антифрикционных покрытий, например, при восстановлении деталей.

Изобретение относится к генерированию нагруженного частицами теплового потока

Изобретение относится к устройству термического плазменно-дугового проволочного напыления. Механизм подачи проволоки (20) действует как первый электрод. Внешний источник плазменного газа (15) обеспечивает плазменный газ (16). Сопло (10), сообщающееся по текучей среде с источником плазменного газа (16) и имеющее отверстие (11) выше по потоку от проволоки (20), предназначено для направления струи (12) плазменного газа на свободный конец (21) проволоки (20). Второй электрод (30) расположен выше по потоку от отверстия (11) сопла. Сопло (10) полностью или частично выполнено из электроизоляционного материала, электрически изолирующего сопло от первого электрода. Электроизоляционный материал выбран из группы, состоящей из SiN, Al2O3, оксида иттрия, керамики, стеклокерамики и SiC. Изобретение позволяет более просто и быстро произвести процедуру запуска устройства для обработки, при этом распыляющее сопло устройства имеет более высокие прочностные характеристики. 9 з.п. ф -лы, 9 ил.

Изобретение относится к способу нанесения многокомпонентного покрытия путем электродуговой металлизации и предназначено для создания антифрикционных покрытий на поверхности деталей, работающих в условиях интенсивного износа поверхностного слоя. Для нанесения многокомпонентного покрытия используют по меньшей мере два металлизатора с двумя проволоками в каждом металлизаторе. Металлизаторы располагают под углом α1 в диапазоне от 35 до 45° между их осями и под углом α2 в диапазоне от 18 до 22° к нормали к обрабатываемой поверхности так, чтобы зона электрической дуги находилась на расстоянии от 130 до 150 мм от обрабатываемой поверхности. В процессе металлизации обеспечивают сход потоков диспергированной смеси металлов в точку на обрабатываемой поверхности. Используют проволоки состава Cu и Sn диаметром 1,5-2,5 мм, при этом выбирают проволоки с соотношением компонентов, позволяющим получить в итоге при смешении компонентов всех проволок покрытие оптимального состава. Технический результат заключается в возможности регулирования физико-химического состава наносимого металлического антифрикционного покрытия и получении гетерогенного комплексного состава с улучшенными свойствами с помощью распространенного типа металлизатора. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр., 3 табл.

Изобретение относится к устройствам плазменного нанесения покрытий из порошковых материалов на рабочие поверхности различных изделий для придания этим поверхностям заданных свойств

Наверх