Пояснительная записка (1220304), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

1 - порошковые питатели, 2 - вентили, 3 - плазмотрон, 4 - анод, 5 - напыляемая

деталь, 6 - рабочая камера, 7 - газоразрядная плазма, 8 - электрод для активации

поверхности при напылении, 9 - базовая плита, 10 - механизм перемещения электрода

очистки и пайки, 11 - механизм вращения детали, 12 - механизм перемещения

плазмотрона, 13 - система регенерации газа, 14 - фильтр, 15 - система откачки

Поскольку плазменное покрытие формируется из отдельных

расплавленных или находящихся в жидкопластическом состоянии не

взаимодействующих между собой частиц, имеющих высокую скорость, то

оно представляет собой слоистую чешуйчатую структуру (естественно при

соответствующем режиме напыления). На рис. приведены микрошлифы

напыленных покрытий из титана, альсифера, вольфрама. На рисунке

хорошо видна слоистая чешуйчатая (пластинчатая) структура покрытий.

Это подтверждает тот факт, что высококачественные покрытия

формируются из частиц, находящихся в высокопластичном состоянии.

Рисунок 5.3 (а, б, в) Микрошлифы напылённых покрытий: а – титан, б – альсифер,

в -вольфрам

В целом на формирование высококачественных покрытий с

требуемыми свойствами, кроме прочих технологических факторов,

значительное влияние оказывает среда, в которой осуществляется процесс

напыления – защитная, окислительная, восстановительная и т.д. Так, например, при напылении металлов на атмосфере в струе аргона в покрытии имеется значительное количество окислов, гидридов, нитридов, газовых включений и т.д. В случае же напыления в защитной среде или в динамическом вакууме покрытие имеет более тонкую структуру, в нем практически отсутствуют оксиды, гидриды и другие посторонние химические соединения.

5.3 ОБОРУДОВАНИЕ ПЛАЗМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ.

Практическое использование низкотемпературной плазменной струи

для осуществления процессов очистки, отжига, пайки, напыления,

модификации поверхности в машиностроении и в ряде других отраслей

промышленности требует создания специализированного оборудования с

широкими технологическими возможностями. Кроме того, в настоящее

время наряду с традиционными требованиями повышения надежности

оборудования и его производительности выдвигаются также требования

обеспечения долговременной стабильности процесса, воспроизводимости

свойств напыляемых покрытий, простоты регулирования свойств

покрытий с широким использованием при выполнении технологических

процессов средств вычислительной техники.

5.4 Структурная схема оборудования плазменного напыления

Упрощенно структурная схема комплекса оборудования и оптимизации технологии плазменного напыления представлена на рис.5-4 .

По давлению в рабочей камере все установки можно разделить на три

группы: атмосферное давление (≈105 Па), с пониженным давлением(≈103 Па) и динамическим вакуумом (1-10 Па).

Рисунок 5.4 Структурная схема комплекса оборудования и оптимизации технологии

плазменного напыления порошковых материалов

В настоящее время важной тенденцией в развитии оборудования плазменной обработки материалов является создание роботизированных комплексов оборудования с проведением процессов в контролируемой атмосфере. Это позволяет существенно улучшить свойства изготовленных покрытий: увеличить их плотность, снизить концентрацию примесей и т.п., значительно повысить производительность труда, что является особенно важным в условиях острой нехватки рабочей силы

Эффективность плазмонапыленных покрытий в значительной степени определяется процессами плазмообразования в дуговом разряде, транспортированием, смешиванием и нагревом порошка в потоке плазмы, тепловым и динамическим воздействием частиц порошка с потоком плазмы и обрабатываемой поверхностью.

Комплекс оборудования плазменной обработки состоит из следующих основных модулей-систем:

а) комплекса оборудования (модулей) для подготовки поверхности

подложки и напыляемого порошка;

б) установки для напыления, в которую входят блок управления и

контроля, источник питания, плазмотрон с холодильной установкой, порошковый питатель, система сухой очистки воздуха и пылеуловитель мокрой очистки, манипулятор плазмотрона и обрабатываемой детали, звукоизолирующая камера;

в) комплекс оборудования и аппаратуры для последующей обработки напыленного покрытия (газотермическая обработка, механическая и электрофизическая обработка и т.д.)

5.5 Установка плазменного напыления И4.083.0038

Создаваемое в последнее время плазменное оборудование состоит из

унифицированных блоков (модулей): блок электропитания (БЭП); блок

подачи порошков (БПП); блок плазмотрона (БП); блок зажигания (БЗ):

блок газового питания (БГП); блок (система) контроля и управления

(БКУ); блок автономного охлаждения (БАО) и др.

Типовая установка плазменного напыления должна обеспечивать функциональную последовательность технологических операций при нанесении покрытия, причем изменение режима работы или гибкая перестройка технологического процесса должны осуществляться одним или несколькими независимыми блоками – модулями. В целом блочно - модульная компоновка плазменного оборудования является оптимальной, поскольку она облегчает создание, производство и эксплуатацию. Структура функциональной связи блочно-модульной системы такова, что основные для системы управления воздействия исходят из центрального БУ. Прием переданных по связям управляющих сигналов происходит в управляющих модулях других блоков. Структура управляющих модулей определяется задачами конкретного блока. Так, управляющие модули БЭП и БАО выполняют в основном запорно- регулирующие и блокирующие действия и являются модулями нижнего уровня.

Плазменная установка 083.0038 ( рис.5.5 ) предназначена для модификации поверхности, пайки и отжига сборочных единиц ИЭТ плазмой и последующего нанесения на них порошковых покрытий в контролируемой среде при избыточном давлении или в динамическом вакууме. Основные технические характеристики установок приведены в таблице.

Конструктивно установка состоит из прямоугольной герметичной камеры объемом 1,8 м 3 с водяной рубашкой для охлаждения и двух источников: для питания дуговой плазмы и плазмы тлеющего разряда.

Камера размещена на сварном каркасе, внутри которого расположены механизмы перемещения горелки, планшайбы, обрабатываемой детали, газовакуумная система и элементы автоматики.

На передней стенке камеры имеется дверь для загрузки и выгрузки

изделий, которая герметизируется с помощью резиновой прокладки двумя

эксцентриковыми зажимами. Для визуального наблюдения за процессами

обработки имеются 4 смотровых окна и система подсветки подколпачного

устройства. Кинематическая схема установки приведена на рис.5.6

Рисунок 5.5 Установка плазменного напыления.

Рисунок 5.6 Кинематическая схема установки.

В камере (15) расположен плазмотрон (12) с механизмом поворота, планшайба (9) со шпинделями (10), (11) для установки обрабатываемых деталей в рабочее положение (технологическую позицию: напыление, пайка, термическая обработка). Водоохлаждаемый анод детали плазмой тлеющего разряда и термопарный датчик (7) перемещаются с помощью механизмов (1-5); (44-46). Поворот плазмотрона осуществляется с помощью системы, состоящей из электродвигателя 14 типа РД-о9 и червячного одноступенчатого редуктора (13), на входном валу которого закреплен плазмотрон.

Поворот планшайбы осуществляется с помощью механизма, который состоит из одноступенчатого редуктора, выходной вал (43) которого через цилиндрические зубчатые пары (42), (23) и электромагнитные муфты (41), (34) соединен с вертикальными валами (40), (35). Подвижная система «шестерня-поводок» (38) установлена на валу (40).

Перемещение этой системы вдоль валов осуществляется зацеплением мальтийского креста (39) либо зубчатой цилиндрической передачей (37). Конец вала (35) через вакуумный ввод вводится в камеру и через фрикционную цилиндрическую передачу (36) соединяется со шпинделем (11) на позиции напыления. Вертикальное перемещение плазмотрона и анода осуществляется с помощью винтовых пар (21), (46) вертикальных стоек (6), (19). Конструкция стойки для ввода обеспечивает подачу и слив охлаждаемой воды. Ходовые винты через электромагнитные муфты (22), (45) соединены со шкивами (23), (44) клиноременной передачей.

Таблица 5.2 Основные характеристики установок плазменного напыления.

С помощью электромагнитных муфт осуществляется включение механизма перемещения плазмотрона или анода от привода, который состоит из одноступенчатого червячного редуктора (24), выходного вертикального вала (25), который через зубчатую цилиндрическую передачу (32) и электромагнитные муфты (31) соединен с выходным валом (30) привода. Это соединение может осуществляться по двум кинематическим цепочкам: через цилиндрическую пару (32) и через паразитное зубчатое колесо (26). С помощью электромагнитной муфты (31) и кинематических цепочек можно получить различное по направлению вращение выходного вала (30) при одном и том же вращении вала электродвигателя. На валу (30) привода закреплен шкив (27) клиноременной передачи (27), (23), (44), при помощи которой осуществляется реверсивная передача вращения для перемещения плазмотрона и анода.

Горизонтальное перемещение плазмотрона осуществляется с помощью механизма, который состоит из маховика (29), конической пары (28), вертикального вала (20), через вакуумное уплотнение которого передается перемещение в камеру на реечную пару (18). Вращение маховика передается через коническую пару в камеру, которая через направляющую стойку (17) перемещает плазмотрон в горизонтальной плоскости относительно оси шпинделя. Для измерения температуры в установке имеется термопарный датчик, перемещение которого осуществляется с помощью маховика (1), винтовой пары (3), шарнира (4) и рычагов (2) и (5).

Рисунок 5.7 Газовакуумная схема установки.

Характеристики

Список файлов ВКР