Установка для вакуумного ионно-плазменного нанесения покрытий

Изобретение относится преимущественно к машиностроению и может быть применено для ионно-плазменного упрочнения инструмента с размерами, превышающими габариты рабочей камеры установки.Установка для вакуумного ионно-плазменного нанесения покрытия содержит камеру, катодные узлы, систему водоохлаждения, вакуумную систему и механизм вращения обрабатываемого изделия. Установка снабжена смонтированным на передней панели цилиндром, удлиняющим камеру, крепежными устройствами, токоизолированными от камеры при помощи керамических втулок и предназначенными для горизонтального размещения обрабатываемого изделия, установочным зажимом, выполненным с возможностью установки на изделии и входящим в зацепление с механизмом вращения, имеющим вал, передающий вращение изделию, изолированным токоподводом для передачи напряжения от упомянутого вала на обрабатываемое изделие, а также переходными фланцами для разворота катодных узлов. Обеспечивается расширение номенклатуры упрочняемых изделий в ионно-плазменных установках. 5 ил.

 

Изобретение относится преимущественно к машиностроению и может быть применено для ионно-плазменного упрочнения инструмента с размерами, превышающими габариты рабочей камеры установки, при сохранении возможности упрочнения маломерных изделий.

Известна установка для комплексной ионно-плазменной обработки, которая содержит вакуумную камеру, электродуговой источник плазмы в виде расположенного в вакуумной камере, по меньшей мере, одного длинномерного электрода, держатель изделий с изолированным токоподводом, эмиттер электронов, выполненный в виде эмиссионной камеры, внутри которой установлен длинномерный линейный катод эмиттера электронов, сообщающейся с вакуумной камерой через перфорированную перегородку, отверстия которой расположены вдоль продольной оси упомянутого линейного катода (Патент РФ N 2453629, МПК С23С 14/30, приоритет от 15.06.2010, опубл. 20.06.2012).

Однако известная установка имеет значительные габариты, плохо приспособлена для упрочнения малогабаритных изделий.

Известна также серийная установка вакуумного ионно-плазменного напыления ННВ-6.6-И1, которая состоит из корпуса, дверцы, электродугового испарителя, системы водоохлаждения, вакуумной системы, механизма вращения, основания и электрической части (Установка ионно-плазменная камерная вакуумная ННВ-6.6-И1. Инструкция по эксплуатации. Дата публикации: 08.1985.), которая принята за прототип.

Однако известная установка, принятая за прототип, не позволяет упрочнять длинномерные изделия с размерами, превышающими габариты рабочей камеры.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является расширение номенклатуры упрочняемых деталей в серийных ионно-плазменных установках типа ННВ.

Поставленная техническая задача решается тем, что установка для ионно-плазменного напыления ННВ-6.6-И1, которая состоит из корпуса, дверцы, электродугового испарителя, системы водоохлаждения, вакуумной системы, механизма вращения, основания и электрической части, согласно предложенному изобретению снабжена смонтированным на передней панели цилиндром, удлиняющим камеру, крепежными устройствами, токоизолированными от камеры при помощи керамических втулок и предназначенными для горизонтального размещения упрочняемого изделия, установочным зажимом, выполненным с возможностью установки на упрочняемом изделии и входящим в зацепление с механизмом вращения, имеющим вал, передающий вращение упрочняемому изделию, изолированным токоподводом для передачи напряжения от упомянутого вала на упрочняемое изделие, а также переходными фланцами для разворота катодных узлов.

Технический результат заключается в расширении номенклатуры упрочняемых изделий в ионно-плазменных установках.

Такая конструкция позволяет упрочнять длинномерные изделия, например протяжки, в ионно-плазменных установках с габаритами камеры меньше размера упрочняемого изделия при сохранении возможности упрочнения маломерных изделий.

На фиг. 1 представлена предлагаемая схема установки. На камеру 1 вместо катодного узла смонтирован удлиняющий цилиндр 2 со смотровым окном 3. Упрочняемое длинномерное изделие 4 может горизонтально устанавливаться в камеру при помощи крепежных устройств 5 и 6 таким образом, что способно свободно вращаться на подшипниках вокруг своей продольной оси. На рабочую часть упрочняемого изделия с помощью установочных винтов 8 устанавливается зажим 7. При вращении вала 10

механизм 11 входит в зацепление с установочными винтами 8, приводящими во вращение упрочняемое изделие. При помощи изолированного токоподвода 12 напряжение от вала 10 передается на упрочняемое изделие. Катодные узлы 9 развернуты при помощи переходных фланцев (фиг. 4) таким образом, что плазменные потоки равномерно распределяются по упрочняемой поверхности.

Крепежное устройство (фиг. 2) для фиксации изделия в камере представляет собой подшипник 13, который закреплен в кольце 14 при помощи установочных винтов 15. В кольцо вкручены шпильки 16. При помощи гайки 17 регулируется положение керамической втулки 18. Таким образом достигается плотная установка и изоляция конструкции от стенок камеры.

Установочный зажим (фиг. 3) представляет собой кольцо 20 с установочными винтами 19, плотно фиксирующими зажим на поверхности упрочняемого изделия.

Установка работает следующим образом. На упрочняемом изделии фиксируют установочный зажим 7 при помощи винтов 8, причем располагают зажим как можно ближе к краю изделия. Упрочняемое длинномерное изделие помещают в камеру 1 таким образом, что его концевые части располагаются в удлиняющем цилиндре 2 и патрубке вакуумного насоса. Затем изделие закрепляют при помощи двух специальных зажимов с подшипниками 6 и 7, токоизолированных от стенок рабочей камеры. Вакуумируют рабочую камеру и приводят в действие вал 10 с механизмом 11, который входит в зацепление с установочными винтами 8 и передает вращение упрочняемому изделию. При помощи токоподвода 12 подают напряжение на изделие и производят напыление покрытия. Таким образом достигается равномерное нанесение покрытия по всей режущей поверхности упрочняемого изделия, за исключением его концевых элементов, не требующих упрочнения.

При помощи предлагаемой установки было произведено упрочнение

длинномерной протяжки длиной 1500 мм (рабочая часть 950 мм), полученные результаты (фиг. 5) свидетельствуют о том, что толщина покрытия на калибрующих зубьях не превышает предел допуска точности (2 мкм), в то время как на рабочих зубьях синтезируется покрытие достаточной толщины (4 мкм).

Предлагаемое устройство позволяет упрочнять длинномерные изделия с размерами, превышающими габариты рабочей камеры ионно-плазменной установки; может быть изготовлено с помощью известных в технике средств. Следовательно, предлагаемое устройство обладает промышленной применимостью.

Использование предлагаемого устройства ведет к расширению номенклатуры упрочняемых деталей в серийных ионно-плазменных установках.

Установка для вакуумного ионно-плазменного нанесения покрытия, содержащая камеру, катодные узлы, вакуумную систему, систему водоохлаждения и механизм вращения обрабатываемого изделия, отличающаяся тем, что она снабжена смонтированным на передней панели цилиндром, удлиняющим камеру, крепежными устройствами, токоизолированными от камеры при помощи керамических втулок и предназначенными для горизонтального размещения обрабатываемого изделия, установочным зажимом, выполненным с возможностью установки на изделии и входящим в зацепление с механизмом вращения, имеющим вал, передающий вращение изделию, изолированным токоподводом для передачи напряжения от упомянутого вала на обрабатываемое изделие, а также переходными фланцами для разворота катодных узлов.