Технологические установки на основе ПУ

Использование плазменных ускорителейдля технологических целей, в первую очередь, для нанесения упрочняющих и защитных покрытий, обладающих высокими адгезионными и электрофизическими свойствами, получило достаточно широкое распространение.

Наиболее известными отечественными устройствами с использованием ПУ являются установки типа "Булат", "Пуск" и ННВ. Серийный выпуск оборудования на базе схемы "Булат" и "Пуск" был налажен в СССР еще в начале 80-х годов 20 века. Эти установки предназначались для получения сверхтвердых упрочняющих покрытий для различных изделий машиностроения: режущего инструмента, штампов, пресс-форм. Американская компания Multiarch, крупнейший современный производитель вакуумного оборудования, как раз начала свою деятельность с того, что сразу же купила лицензию на установку «Булат» и теперь создает на ее базе уже пятое поколение машин. На сегодняшний день широкое распространение на территории России получили установки ННВ для нанесения защитных, износостойких и декоративных покрытий из различных материалов (Ti, Zr, Cr, Mn, Al, Mo, W, их оксидов, нитридов и карбидов и т.д.) на детали и инструмент, в том числе режущий.

В перечисленных установках реализуется метод нанесения покрытий из плазменной фазы с ионной бомбардировкой в вакууме (метод КИБ)

Конструктивно установки "Булат", "Пуск" и ННВ состоят из вакуумно-плазменного агрегата, камеры первичной обработки изделий (мойка и обезжиривание в ультразвуковой ванне), системы питания и управления плазменными ускорителями, поста подачи рабочего газа, блока управления и сепарации плазменного потока, силовой стойки, стойки контроля и управления технологическим процессом нанесения. Отметим, что в отличие от устройств плазмотронного нанесения это оборудование предусматривает обязательное наличие вакуумной рабочей камеры, начальное давление в которой составляет ~ 10^-3Па.

Типичная схема вакуумно-плазменного агрегата установки типа "Булат" и общий вид установки показаны на рис. 2.14 и рис. 2.15. В таблице 2.1 приведены некоторые характеристики установок этой серии.

Таблица 2.1

Основные характеристики некоторых установок типа «Булат»

Характеристики	Булат-ЗТ	Булат-4	Булат-5	Булат-9
Размеры рабочей камеры (диаметр хдлина), мм	500x500	700x600	500x500	600x600
Время откачки камеры до давления 6,5^.10^-3 Па, мин
Количество плазменных источников
Скорость нанесения покрытий, мкм/ч	доЗ	до 60	до 60	до 60
Максимальная площадь поверхности напыления, см²
Производительность установки за смену (упрочнение свёрл Ø5 мм), шт
Наличие сепарирующих устройств	Нет	Есть	Нет	Есть
Потребляемая мощность, кВт
Масса установки, кг

Поворотное устройство используется для закрепления обрабатываемых изделий, подвода к ним отрицательного потенциала и обеспечения вращения изделий в струе плазмы. При этом обеспечивается равномерное нанесение покрытия и увеличивается количество обрабатываемых в течение одного цикла изделий.

Гидросистема предназначена для охлаждения камеры, катодных узлов плазменных ускорителей и ряда других частей установки.

В установках «Булат» используют плазменные ускорители с дисковым эрозионным катодом и системой стабилизации катодных пятен, с магнитным управлением параметрами плазменного потока, в том числе его фокусировкой.

Установка третьего поколения "Булат-9" отличается высоким уровнем автоматизации технологического процесса, улучшенной конструкцией источников плазмы, а также повышенной надежностью и экономичностью систем питания. Система автоматики обеспечивает проведение всего технологического цикла, в том числе загрузку и выгрузку изделий из вакуумной камеры. Установка снабжена устройством сепарации заряженных и нейтральных частиц плазменного потока, что позволяет получать покрытия на изделиях, обработанных по высокому классу чистоты без ухудшения качества их поверхности. Она также имеет два автоматических натекателя, что позволяет проводить технологический процесс в различных газах и их смесях.

Установки типа "Пуск" также предназначены для нанесения износостойких покрытий на изделия, используемые в основном в автомобильной промышленности. Технологический процесс близок к используемому с установками типа "Булат", но установки "Пуск" (ПУСК-79-1, ПУСК-ЭМ) выполнены на основе торцевых холловских эрозионных плазменных ускорителей с интегрально-холодным катодом (ТХПУ). Отличительной особенностью установки ПУСК-79-1 является наличие двух рабочих камер. В то время как в одной камере наносится покрытие, в другой выполняются вспомогательные операции (выгрузка изделий, загрузка новой партии, получение вакуума), что повышает производительность процесса.

Для сравнения приведем основные технические характеристики ПУСК-79-1.

Таблица 2.2

Основные технические характеристики установки ПУСК-79-1

Рабочее давление в камере	5^.10^-4 Па
Скорость нанесения покрытия	0,8 – 1,0 мкм/мин
Площадь поверхности, обрабатываемой в одной камере	500 см²
Цикл нанесения покрытия	20 – 30 мин
Потребляемая мощность	около 30 кВт

⇐ Предыдущая 1 234 Следующая ⇒