Антиплагиат_Сущенко_полный (1220309), страница 10
Текст из файла (страница 10)
В электродуговомгенераторе низкотемпературной плазмы (плазмотроне) происходит нагрев,диссоциация и ионизация плазмообразующего газа в результате еговзаимодействия с электрической дугой [6].Напыляемый материал подается в высокотемпературную струю черезотверстие в сопле анода или в область за анодом и, ускоряясь вместе с потокомплазмообразующего газа, наносится на поверхность обрабатываемой детали.
862Установка работает от первичной системы электропитания переменного токаи содержит источник постоянного тока, систему охлаждения итеплонагруженных элементов конструкции плазмотрона, источника питаниягазового разряда, оснастки и других элементов.Система охлаждения может быть как разомкнутой (охлаждающая водапоступает на внешний слив), так и замкнутой с теплообменником.Плазмообразующий и транспортирующий газ поступает от специальногоисточника высокого давления через распределитель в плазмотрон, порошковыйпитатель и в камеру. Высокоскоростной двухфазный поток, состоящий из смесиплазмообразующего газа и порошка, при воздействии на обрабатываемуюдеталь образует покрытие 8 . 53 Детале е перемещается с помощью соответствующейэлектромеханической системы [6]. 663Рисунок 5.2 – Схема процесса плазменного напыления: 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–механизмперемещения электрода очистки и пайки, 11–механизм вращения детали, 12–механизмперемещения плазмотрона, 13–система регенерации газа, 14–фильтр, 15–система откачки.Поскольку плазменное покрытие формируется из отдельных расплавленныхили находящихся в жидкопластическом состоянии не взаимодействующихмежду собой частиц, имеющих высокую скорость, то оно представляет собойслоистую чешуйчатую структуру (естественно при соответствующем режименапыления) 6 .
На рисунке 5.3. приведены микрошлифы напыленных покрытий изтитана, альсифера, вольфрама 18 . На рисунк е хорошо видна слоистая чешуйчатая(пластинчатая) структура покрытий. Эт 18 о подтверждает тот факт , чтовысококачественные покрытия формируются из частиц, находящихся ввысокопластичном состоянии [6] 18 .Рисунок 5.3 – Микрошлифы напыленных покрытий: а–титан; б–альсифер: в–вольфрам.
18В целом на формирование высококачественных покрытий с требуемымисвойствами, кроме прочих технологических факторов, значительное влияниеоказывает среда, в которой осуществляется процесс напыления–защитная,окислительная, восстановительная и т.д. Так, например, при напыленииметаллов на атмосфере в струе аргона в покрытии имеется значительноеколичество окислов, гидридов, нитридов, газовых включений и т.д. В случае женапыления в защитной среде или в динамическом вакууме покрытие имеетболее тонкую структуру, в нем практически отсутствуют оксиды, гидриды идругие посторонние химические соединения [6].
664 66 ОБОРУДОВАНИ Е ПЛАЗМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛО 30 ВПрактическое использование низкотемпературной плазменной струи дляосуществления процессов очистки, отжига, пайки, напыления, модификацииповерхности в машиностроении и в ряде других отраслей промышленноститребует создания специализированного оборудования с широкимитехнологическими возможностями. Кроме того, в настоящее время наряду страдиционными требованиями повышения надежности оборудования и егопроизводительности выдвигаются также требования обеспечениядолговременной стабильности процесса, воспроизводимости свойствнапыляемых покрытий, простоты регулирования свойств покрытий с широкимиспользованием при выполнении технологических процессов средстввычислительной техники [6].6.1 Структурная схема оборудования плазменного напылени яСтруктурная схема комплекса оборудования и оптимизации технологииплазменного напылени 8 я представлена на рисунке 6.1. По давлению в рабочейкамере все установки можно разделить на три группы: атмосферное давление65(≈105 Па), с пониженным давлением(≈103 Па) и динамическим вакуумом(1–10 Па) .Рисунок 6.1.
- Структурная схема комплекса оборудования и оптимизации технологииплазменного напыления порошковых материалов. 8В настоящее время важной тенденцией в развитии оборудования плазменнойобработки материалов является создание роботизированных комплексовоборудования с проведением процессов в контролируемой атмосфере. Этопозволяет существенно улучшить свойства изготовленных покрытий: увеличитьих плотность, снизить концентрацию примесей и т.п., значительно повыситьпроизводительность труда, что является особенно важным в условиях остройнехватки рабочей силы [6] .Эффективность плазмонапыленных покрытий в значительной степениопределяется процессами плазмообразования в дуговом разряде,транспортированием, смешиванием и нагревом порошка в потоке плазмы,тепловым и динамическим воздействием частиц порошка с потоком плазмы иобрабатываемой поверхностью 8 .Комплекс оборудования плазменной обработки состоит из следующих66основных модулей-систем:1) комплекса оборудования (модулей) для подготовки поверхности подложкии напыляемого порошка [6];2) установки для напыления, в которую входят блок управления и контроля,источник питания, плазмотрон с холодильной установкой, порошковыйпитатель, система сухой очистки воздуха и пылеуловитель мокрой очистки,манипулятор плазмотрона и обрабатываемой детали, звукоизолирующая камера;3) комплекс оборудования и аппаратуры для последующей обработкинапыленного покрытия (газотермическая обработка, механическая иэлектрофизическая обработка и т.д.).Установка плазменного напыления И4.083.0038Создаваемое в последнее время плазменное оборудование состоит изунифицированных блоков (модулей): блок электропитания (БЭП); блок подачипорошков (БПП); блок плазмотрона (БП); блок зажигания (БЗ): блок газовогопитания (БГП); блок (система) контроля и управления (БКУ); блок автономногоохлаждения (БАО) и др [6].Типовая установка плазменного напыления должна обеспечиватьфункциональную последовательность технологических операций при нанесениипокрытия, причем изменение режима работы или гибкая перестройкатехнологического процесса должны осуществляться одним или несколькиминезависимыми блоками-модулями.
В целом, блочно-модульная компоновкаплазменного оборудования является оптимальной, поскольку она облегчаетсоздание, производство и эксплуатацию.Структура функциональной связи блочно-модульной системы такова, чтоосновные для системы управления воздействия исходят из центрального БУ.Прием переданных по связям управляющих сигналов происходит вуправляющих модулях других блоков. Структура управляющих модулейопределяется задачами конкретного блока. Так, управляющие модули БЭП иБАО выполняют в основном запорно-регулирующие и блокирующие действия иявляются модулями нижнего уровня [6].67Плазменная установка 083.0038 (рисунок. 6.2) предназначена длямодификации поверхности, пайки и отжига сборочных единиц ИЭТ плазмой ипоследующего нанесения на них порошковых покрытий в контролируемойсреде при избыточном давлении или в динамическом вакууме.Рисунок 6.2 – Установка плазменного напыления.Конструктивно установка состоит из прямоугольной герметичной камерыобъемом 1,8 м, с водяной рубашкой для охлаждения и двух источников: дляпитания дуговой плазмы и плазмы тлеющего разряда.
Камера размещена насварном каркасе, внутри которого расположены механизмы перемещениягорелки, планшайбы, обрабатываемой детали, газовакуумная система иэлементы автоматики [6].На передней стенке камеры имеется дверь для загрузки и выгрузки изделий,которая герметизируется с помощью резиновой прокладки двумяэксцентриковыми зажимами. Для визуального наблюдения за процессамиобработки имеются 4 смотровых окна и система подсветки подколпачногоустройства.
Кинематическая схема установки приведена на рисунке 6.3.68Рисунок 6.3 – Кинематическая схема установки: 15–камера; 12–плазматрон; 9–планшайба;10, 11–шпиндель; 7–термопарный датчик; 1–5, 44–46–перемещающие механизмы;14–электродвигатель; 13–редуктор; 43–выходной вал; 42, 23–цилиндрические зубчатые пары;41,34–элекромагнитные муфты; 40, 35–вертикальные валы; 38–подвижная система«шестерня-поводок»; 40–вал; 39–мальтийский крест; 37–зубчатая цилиндрическая передача;35–конец вала; 36–фрикционная цилиндрическая передача; 11–шпиндель;21,46–винтовые пары; 6, 19–вертикальные стойки; 22, 45–электромагнитные муфты;23, 44–шкивы.В камере 15 расположен плазмотрон 12 с механизмом поворота, планшайба9 со шпинделями 10, 11 для установки обрабатываемых деталей в рабочееположение (технологическую позицию: напыление, пайка, термическаяобработка).
Водоохлаждаемый анод детали плазмой тлеющего разряда итермопарный датчик 7 перемещаются с помощью механизмов 1–5; 44–46.Поворот плазмотрона осуществляется с помощью системы , состоящей изэлектродвигателя 14 типа РД-09 и червячного одноступенчатого редуктора 13, 1569н 15 а входном валу которого закреплен плазмотрон [6].Поворот планшайбы осуществляется с помощью механизма, которы йсостоит из одноступенчатого редуктора, выходно 15 й вал 43 которого черезцилиндрические зубчатые пары 42, 23 и электромагнитные муфты 41, 34соединен 15 с вертикальными валами 40, 35. Подвижная система «шестерняповодок» 38 установлена на валу 40 [6].Перемещение этой системы вдоль валов осуществляется зацеплениеммальтийского креста 39 либо зубчатой цилиндрической передачей 37.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
