УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА МАЛОГАБАРИТНЫЕ ИЗДЕЛИЯ
DEVICE FOR APPLICATION OF COATINGS ONTO SMALL-SIZED PRODUCTS

Изобретение относится к области порошковой металлургии и, в частности, к устройствам для нанесения металлопокрытий методом химического осаждения металлов из газовой фазы, преимущественно разложением карбонилов металлов покрытия в условиях термоциклирования покрываемых изделий. Устройство может быть использовано для нанесения защитных и упрочняющих покрытий на различные малогабаритные изделия, нанесения покрытий на абразивные порошки, режущие элементы типа пластин для напайки их на корпус и т.п.
Известны устройства для металлизации порошков, микросфер, содержащие вертикальный реактор, состоящий из двух герметичных камер, выполненных в виде усеченных конусов и соединенных между собой меньшими основаниями переходной вставкой (SU №774798, кл. B22F 1/02, 1978 г., RU №2307004, кл. B22F 1/00, 2005 г.). Реактор имеет возможность поворотов вокруг горизонтальной оси, при этом помещенные в одну из камер порошки или микросферы пересыпаются в другую камеру, проходя переходную вставку, в которой на изделия подаются пары легколетучего соединения металла покрытия. Недостаток устройств заключается в том, что они содержат сильно сужающийся участок: в первом устройстве - это вся переходная вставка, во втором устройстве - узкая горловина конусов и переходной зоны, в которой размещен ворошитель. Сужающие участки являются препятствием для нанесения покрытий на изделия, форма которых отличается от шаровидной, а также на изделия более крупных размеров, чем порошки.
Известны устройства, содержащие вертикальный цилиндрический реактор с обогревателем, на внутренних стенках которого выполнены винтовые канавки, являющиеся лотками для приема и перемещения покрываемых порошков из нижней зоны реактора в верхнюю (SU №1502190, кл. B22F 1/02, 1987 г., SU №1600928, кл. B22F 1/02, 1988 г.). Реактор снабжен виброустройством, которое способствует перемещению покрываемых порошков по винтовым канавкам. При транспортировании порошков происходит их металлизация. Из верхней зоны реактора порошки попадают в холодильник и на выгрузку. Недостаток устройств заключается в том, что в нем не предусмотрен автоматический возврат порошков в реактор для повторного нанесения покрытия, для того, чтобы получить покрытие необходимой толщины. Аналогичное устройство описано в патенте US №3429295, кл. С23С 13/00, 1969 г. Устройство содержит вертикальный конический реактор, внутренние стенки которого выполнены с шероховатостью, способствующей подъему покрываемых порошков вверх по шероховатым стенкам реактора при его вращении. В устройстве предусмотрена система для возврата покрываемых порошков в реакционную камеру, чтобы иметь возможность многократного нанесения покрытия, пока его толщина не достигнет необходимой величины. Недостаток устройства заключается в том, что оно предназначено для нанесения покрытия на частицы правильной формы размером не более 200 меш. И не может быть использовано для изделий другой формы больших размеров.
Наиболее близким является устройство для нанесения защитных покрытий на малогабаритные изделия, такие как винты, гайки, шайбы, шплинты и т.п., содержащее цилиндрический реактор, на одном конце которого установлена крышка с патрубком для вывода продуктов реакции и нагреватель, а на другом конце установлен термостатический кожух с патрубком для ввода в реактор газообразного материала покрытия, выполняющий функции второй крышки реактора. Внутри реактора вдоль образующей цилиндра установлена рифленая линейка, концы которой жестко связаны с внутренней поверхностью реактора пайкой для предупреждения ее смещения (RU №2072180, кл. С23С 16/16, 1996 г.). Реактор установлен на оси с возможностью качания в вертикальной плоскости. Недостаток устройства заключается в следующем. Покрываемые металлом изделия могут иметь различную форму и размеры. Для металлизации различных изделий в реакторе устанавливают рифленые линейки, которые отличаются шагом рифлений, величиной ступени, получаемой на линейке в результате рифления и т.п. Замена рифленой линейки, которая соединена с реактором пайкой, практически невозможна. Поэтому для каждой группы изделий необходимо иметь свой реактор с линейкой. По мере использования реактора внутри на его стенках и на рифленой линейке нарастает слой металла, который уменьшает внутренний диаметр реактора и, соответственно, объем реакционной зоны. Для чистки линейки и реактора линейку необходимо вынимать из реактора, что, как указывалось выше, практически сделать невозможно. Поэтому, при достаточно большой зарощенности реактора и линейки, необходимо в установке использовать новый реактор с линейкой.
Технической задачей является создание устройства, которое может быть многократно использовано для нанесения покрытий на малогабаритные изделия различной формы за счет возможности быстрой и легкой замены рифленой линейки.
Техническая задача решается тем, что в устройстве для нанесения покрытий на малогабаритные изделия, содержащем выполненный с возможностью качания в вертикальной плоскости цилиндрический реактор, на одном конце которого установлена крышка с патрубком и нагреватель, а на другом конце - термостатический кожух с патрубком, и рифленую линейку, расположенную внутри реактора вдоль образующей цилиндра, рифленая линейка по концам снабжена плоской пластинчатой пружиной изгиба, жестко соединенной с линейкой по меньшей мере одноточечным контактом.
Сущность изобретения заключается в том, что линейка удерживается внутри корпуса реактора за счет упругости концевых консольных участков, которые стремятся распрямиться и с силой прижимаются к внутренней поверхности цилиндра, удерживая линейку.
Устройство для нанесения покрытий на малогабаритные изделия поясняется чертежами.
На фиг.1 показан реактор в положении загрузки изделий.
На фиг.2 показано сечение по А-А реактора.
На фиг.3 условно показана рифленая линейка, на концах которой закреплены плоские пластинчатые пружины изгиба.
На фиг.4 показан вид Б на линейку.
Устройство содержит реактор, корпус 1 которого имеет форму цилиндра. На одном конце корпуса реактора установлена крышка 2 с патрубком 3. На этом же конце с наружной стороны корпуса реактора размещен нагреватель 4, который образует горячую зону реактора 5. На другом конце корпуса установлен термостатирующий кожух 6, с патрубком 7, который выполняет роль крышки реактора для образования замкнутого реакционного объема. Термостатирующий кожух образует холодную зону реактора 8, для чего в кожух подают, например, холодную воду. Внутри корпуса реактора вдоль образующей цилиндра установлена рифленая линейка 9. Линейка выполнена из цельного куска металла таким образом, что нижняя поверхность выполнена по кривой, прилегающей к внутренней поверхности реактора, а верхняя часть со ступенями 10. Линейка представляет собой прямоугольную пластину, изогнутую в поперечном направлении таким образом, что на ней образуются ступени 10. Линейка установлена в реакторе длинной стороной 11 вдоль образующей цилиндра корпуса реактора. К каждому концу линейки жестко присоединена плоская пластинчатая пружина изгиба 12. Пластинчатые пружины установлены поперек линейки, при этом их концы выступают за пределы узкой стороны 13 линейки и представляют собой концевые консольные участки 14. Предпочтительно плоская пружина присоединена к линейке по центру. Линейка в реакторе установлена так, что ступени 10 были направлены в сторону горячей зоны 5 реактора. Корпус реактора 1 установлен на оси вращения 15, стойки 16 с возможность качания в вертикальной плоскости.
Для установки рифленой линейки внутрь корпуса реактора консольные участки 14 пластинчатой пружины 12 сжимают и линейку вводят внутрь цилиндрического корпуса реактора  1. После этого консольные участки пружины отпускают, и ее концы стремятся распрямиться и с силой прижимаются к стенкам цилиндра. При этом линейка фиксируется без опасения ее смещения во время работы устройства. Для разборки реактора концевые консольные участки пластинчатой пружины сжимаются и рифленую линейку вынимают из реактора.
Устройство работает следующим образом.
При загрузке реактор занимает вертикальное положение крышкой вверх. Изделия, на поверхность которых наносят покрытие, засыпают в реакционную зону реактора. Реактор герметизируют и приводят в качательное движение в вертикальной плоскости, при котором внизу оказывается то горячая 5, то холодная 8 зоны реактора. При поворотах реактора детали внутри реактора свободно пересыпаются из холодной зону в горячую, а затем из горячей зоны в холодную. Ступени рифленой линейки обеспечивают перемешивание изделий и свободное их пересыпание из горячей зоны в холодную и препятствуют просыпанию прилегающего к ним слоя изделий в холодную зону. Для нанесения покрытия через патрубок 7 внутрь реактора подают потоком газа-носителя пары легко разлагаемого соединения металла покрытия, например, карбонила. В холодной зоне пары соединения металла осаждаются на поверхности изделия, в горячей зоне происходит разложение паров соединения металла с образованием на поверхности изделия металлического покрытия. Процесс осуществляется при многократном перемещении изделий из одной термической зоны в другую для получения покрытия необходимой величины. Продукты реакции выводятся из реакционной зоны через патрубок  3.
По мере заращивания реакционного объема и рифленой линейки металлом линейку путем сжатия концевых консольных участков плоской пружины вынимают из реактора, рабочую зону и линейку подвергают чистке и линейку устанавливают вновь. Также меняется линейка при необходимости ее замены на другую, например, отличающуюся размерами гофр для перемещения деталей большего или меньшего размера или другой конфигурации.