СПОСОБ ВАКУУМНО-ДУГОВОЙ ОБРАБОТКИ ДЛИННОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2007 года по МПК C23C4/14 C23C14/56 

Изобретение относится к области вакуумно-дуговой обработки (ВДО) длинномерных изделий: проволоки, труб, прутков, ленты, и может быть применено для очистки, нанесения покрытий, калибровки и волочения; очистки, термообработки, нанесения покрытий, калибровки и волочения; очистки, легирования поверхности, калибровки и волочения и для других технологических операций.

Вакуумно-дуговая обработка является эффективной технологией для повышения качества изделий, для нанесения на очищенную поверхность покрытий (Терехов В.П., Борзенков М.И. Эффективность применения вакуумно-дуговой очистки поверхности проволоки / Технология металлов, №12, 2003. с.5-6).

В качестве уплотнений шлюзовых узлов вакуумных электродуговых камер могут быть использованы волоки из твердых сплавов, алмазов и других материалов. При отсутствии промежуточной откачки из шлюзов (см., например, а.с. №1570863, В23Н 7/36, БИ №22, 1990, с.48) одним из существенных условий герметичности ввода и вывода изделия из вакуумной камеры является необходимость пластического обжатия изделия в волоках со степенью, гарантирующей герметичность уплотнения. Возможность подачи смазки в очаг деформации в установках ВДО отражена, например, в а.с. №1055009, БИ №39, 1988, с.303.

В качестве прототипа может быть использован способ, реализованный в устройстве, содержащем вакуумную электродуговую камеру с электродным узлом. На выходе (справа) вакуумной камеры установлена волока. На входе вакуумной камеры уплотнительный узел подробно не показан (а.с. №1570863, В23Н 7/36, БИ №22, 1990).

Недостатком прототипа является отсутствие возможности нанесения покрытий в вакуумной камере после дуговой очистки изделия и при необходимости отсутствие возможности охлаждения изделия.

Задачей создания данного изобретения является обеспечение возможности нанесения на изделия покрытий и/или легирование их поверхностей в вакуумной камере с одновременным обжатием (пластической деформацией) изделия на выходе камеры и возможное охлаждение изделия.

Цель достигается за счет того, что в промежутке между вакуумно-дуговой очисткой с оксидированием изделия или очисткой без оксидирования изделия и пластической деформацией изделия на изделие наносят покрытие (покрытия) и (или) легируют и при необходимости охлаждают изделие до и (или) после нанесения покрытия.

На фиг.1 показана общая схема устройства для реализации изобретения, на фиг.2 показаны ролики, которые могут быть использованы для охлаждения изделия перед выходом из камеры и расположены после расходуемых электродов по ходу движения изделия.

Устройство (см. фиг.1) состоит из вакуумной камеры 1, в которой расположены электроды 2 (для очистки изделия), соединенные с положительными полюсами источников 3 питания. Отрицательные полюса источников 3 питания соединены с изделием 4 посредством токоподводов 5. Ввод изделия 4 в вакуумную камеру 1 может осуществляться через входной шлюзовой узел, выполненный например в виде волоки 6, в которой возможно волочение (пластическая деформация) изделия 4. Перед волокой 6 возможно расположение смазочного узла 7. Данное изобретение не исключает размещения размоточного узла внутри вакуумной камеры перед электродами 2. Узел 8 для нанесения покрытия на изделие 4 показан схематически. Для нанесения покрытий могут быть использованы различные устройства и методы, например путем конденсации испаряющегося вещества, нанесение покрытий магнетронным методом, плазменным напылением из струйного плазмотрона с истечением струи распыленного вещества на изделие в вакууме и другие. Вакуумная камера может быть разделена на отсеки, например, с помощью экранов 9. Изделие 4 с нанесенным покрытием подвергается пластической деформации в выходной волоке 10, перед которой возможно наличие смазочного узла 11. В волоке 10 изделия можно деформировать как на конечный размер (диаметр) или же после волоки 10 изделие можно подвергать дальнейшему, например, многократному волочению, 12 - приводной узел, 13 - узлы охлаждения изделия.

Конструкции камеры 1 и электродов 2 для очистки изделия перед нанесением покрытия могут иметь различное исполнение. Электроды 2 могут быть кольцевые, стержневые и другие.

Узел охлаждения 13 изделия 4 (Фиг.1, 2), например, может быть выполнен в виде пары охлаждаемых роликов 13 и 14. На ролике 13 имеются канавки 15 и 16. Поверхность ролика 14 гладкая, без канавок. При движении изделие 4 проходит вначале по канавке 15, затем огибает ролик 14 и поступает на канавку 16 ролика 13. Тем самым не происходит нахлестывание входной и выходной частей проволоки на ролике 13. Ролики могут охлаждаться изнутри через полые валы, на которых они установлены. Изделие 4 перед нанесением на него покрытия может иметь как очищенную неоксидированную поверхность, так и очищенную, и оксидированную поверхность. Оксидирование может быть как сплошным, так и в виде участков (продольных, поперечных и иной формы).

Оксидирование при очистке может достигаться, например, за счет обработки при мощности электрической дуги (дуг), превышающей мощность для очистки без оксидирования. Кроме того, локальное оксидирование в виде участков может достигаться, например, за счет колебаний дуги (дуг), например, с помощью магнитного поля. Оксидирование может улучшить адгезию покрытия с изделием, улучшить антикоррозионные свойства изделий.

Изобретение относится к способу вакуумно-дуговой обработки длинномерных изделий и может найти применение в различных отраслях машиностроения. Способ включает вакуумно-дуговую очистку изделий и их вывод из вакуумной камеры, по меньшей мере, через одну выходную волоку, в которой изделия обжимают. Вакуумно-дуговую очистку осуществляют с оксидированием. В промежутке между вакуумно-дуговой очисткой и обжатием изделия на него наносят покрытие или покрытия и/или легируют. Упомянутую обработку изделий проводят без охлаждения или с охлаждением до и/или после нанесения покрытия или покрытий и/или легирования. Технический результат заключается в расширении технологических возможностей, поскольку способ позволяет проводить обработку проволоки, труб, прутков, ленты, и может быть применен для очистки, нанесения покрытий, калибровки и волочения; очистки, термообработки, нанесения покрытий, калибровки и волочения; очистки, легирования поверхности, калибровки и волочения и для других технологических операций. 2 ил.

Способ вакуумно-дуговой обработки длинномерных изделий, включающий вакуумно-дуговую очистку изделий и их вывод из вакуумной камеры, по меньшей мере, через одну выходную волоку, отличающийся тем, что, по меньшей мере, в одной выходной волоке изделия обжимают, вакуумно-дуговую очистку осуществляют с оксидированием, а в промежутке между вакуумно-дуговой очисткой и обжатием изделия на него наносят покрытие или покрытия и/или легируют, причем упомянутую обработку изделий проводят без охлаждения или с охлаждением до и/или после нанесения покрытия или покрытий и/или легирования.