УСТАНОВКА ДЛЯ ВАКУУМНОГО ИОННО-ПЛАЗМЕННОГО НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ
INSTALLATION FOR VACUUM ION-PLASMA APPLICATION OF COATINGS

Изобретение относится преимущественно к машиностроению и может быть применено для ионно-плазменного упрочнения инструмента с размерами, превышающими габариты рабочей камеры установки.
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, приор, от 15.06.2010, опубл. 20.06.2012).
Однако известная установка имеет значительные габариты, плохо приспособлена для упрочнения малогабаритных изделий.
Известная 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.), 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 вакуумного ионно-плазменного нанесения покрытий, содержащая вакуумную камеру, электродуговой испаритель с катодными узлами и механизм вращения изделия, согласно предложенному изобретению снабжена удлиняющими цилиндрами, крепежными устройствами, тефлоновыми направляющими и кольцом, при этом на верхней и нижней панелях вакуумной камеры выполнены отверстия, на которых закреплены удлиняющие цилиндры с возможностью размещения в них концевых частей изделия, крепежные устройства выполнены с возможностью вертикальной установки в них изделия и продольного перемещения в токоизолирующих от вакуумной камеры тефлоновых направляющих, а кольцо установлено с возможностью размещения на изделии и зацепления с валом механизма вращения изделия, причем катодные узлы установлены с возможностью разворота.
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 вакуумной камеры меньше размера упрочняемого изделия.
На фиг. 1 представлена предлагаемая схема установки. В нижней и верхней панелях вакуумной камеры 6 выполнены отверстия, на которых закреплены удлиняющие цилиндры 1 и 11. Крепежные устройства 3, 4, 9 и 10 выполнены с возможностью вертикальной установки в них упрочняемого изделия 8 и продольного перемещения в токоизолирующих от вакуумной камеры тефлоновых направляющих 2 и 12. Кольцо 5 установлено с возможностью размещения на изделии и зацепления с диском 15, который закреплен на валу 14. При вращении вала 14 диск 15 входит в зацепление с кольцом 5, которое обеспечивает вращательное и возвратно-поступательное движение упрочняемого изделия, причем рабочий ход изделия определяется углом наклона кольца. Катодные узлы 7 и 13 развернуты при помощи переходных фланцев (фиг. 2) таким образом, что плазменные потоки равномерно распределяются по упрочняемой поверхности.
Установка работает следующим образом. Упрочняемое длинномерное изделие 8 помещают в вакуумную камеру 6 таким образом, что его концевые части располагаются в удлиняющих цилиндрах 1 и 13. Затем изделие закрепляют в направляющих 2 и 12 при помощи крепежных устройств 3, 4, 9, 10. На упрочняемом изделии фиксируют кольцо 5, которое входит в зацепление с диском 15 вала 14. Вакуумируют рабочую камеру и приводят в действие вал с диском, который входит в зацепление с кольцом 5 и передает вращательное и возвратно-поступательное движение упрочняемому изделию. 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 900 мм (рабочая часть 600 мм), полученные результаты 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 (4-5 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.