УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОВЗРЫВНОГО НАНЕСЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ НА КОНТАКТНУЮ ПОВЕРХНОСТЬ

Полезная модель относится к устройству для нанесения покрытий на металлические поверхности в технологиях импульсного электровзрывного нанесения покрытий из различных металлов, и, в частности, может быть использовано в резинотехническом производстве для покрытия внутренних поверхностей прессформ.
Известен способ электровзрывного нанесения металлических покрытий на контактные поверхности (Патент РФ № №2422555, кл. С23С 4/12, С23С 24/08, опубл. 27.06.2011), включающий формирование импульсной многофазной плазменной струи продуктов электрического взрыва проводников и воздействие ею на контактную поверхность, причем воздействие на контактную поверхность осуществляют в вакууме при нагреве поверхности до температуры плавления материала с формированием на ней рельефа покрытия.
Недостатком этого способа является обязательное формирование многофазной плазменной струи с использованием плазменного ускорителя.
Наиболее близким из известных технических решений является устройство для электровзрывного нанесения металлических покрытый на контактные поверхности (Патент РФ №115359, кл. С23С 4/12, С23С 24/08, опубл. 27.04.2012), содержащее систему токопроводящих электродов, включающую внутренний и внешний электроды, разделенные изолятором, разрядную камеру с соплом и взрывающийся проводник из фольги, причем, взрывающийся проводник выполнен в виде усеченного конуса, поверхность которого расположена ортогонально внутренней поверхности разрядной камеры, а торцевая поверхность изолятора сопряжена с поверхностью взрывающегося проводника, при этом внутренний и внешний электроды имеют кольцевые фланцы с фасками, выполненные заодно целое.
Недостатком известного технического решения является то, что при использовании данного устройства не возможно осуществление нанесения покрытия на внутренней поверхности сложной конфигурации обрабатываемой детали, например, полости тороидальной формы.
Техническим результатом изобретения является то, что устройство позволяет осуществлять качественное металлическое покрытие на внутренней контактной поверхности сложной конфигурации, в частности, тороидальной формы, за счет однородного и равномерного напыления высокоскоростного диспергированного металла с необходимой адгезией.
Поставленный технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве для электровзрывного нанесения металлических покрытий на контактные поверхности, содержащем токопроводящие электроды, разрядную камеру и взрывающийся проводник, взрывающийся проводник представляет собой систему колец из проволоки, образующих каркас тороидальной формы, закрепленных в посадочных гнездах, выполненных в центрирующих звездочках из диэлектрического материала, установленную внутри разрядной камеры с контактной поверхностью тороидальной формы симметрично относительно ее центральной кольцевой линии, причем, токопроводящие электроды выполнены в виде двух изолированных стержней, имеющих на одном из концов многоконтактные наконечники, каждый из которых обеспечивает надежный электрический контакт с каждым из колец взрывающегося проводника, установленных с диаметрально противоположных сторон взрывающего проводника, при этом разрядная камера вакуумирована.
Применение взрывающегося проводника, представляющего собой систему колец из проволоки, образующих каркас тороидальной формы, закрепленных в посадочных гнездах, выполненных в центрирующих звездочках из диэлектрического материала, позволяет сформировать однородный поток микрочастиц диспергированного металла перпендикулярно к поверхности разрядной камеры тороидальной формы, что приводит к качественному металлическому покрытию.
Размещение взрывающегося проводника, представляющего собой систему колец из проволоки, образующих каркас тороидальной формы, закрепленных в посадочных гнездах, выполненных в центрирующих звездочках из диэлектрического материала, внутри разрядной камеры тороидальной формы симметрично центральной ее кольцевой линии обеспечивает симметричное расположение взрывающегося проводника и разрядной камеры друг относительно друга, что обеспечивает равномерное напыление металлического покрытия.
Размещение токопроводящих электродов из изолированных стержней, с диаметрально противоположных сторон взрывающегося проводника, представляющего собой систему колец из проволоки, образующих каркас тороидальной формы, обеспечивает идентичность условий протекания электрического разряда и взрыва по каждому из получаемых проволочных полуколец, одновременные их взрыв и диспергирование, тем самым обеспечивается однородность напыления.
Наличие у каждого из изолированных стержней на одном из концов многоконтактных наконечников, посредством которых осуществляется надежный электрический контакт с каждым из колец взрывающегося проводника, обеспечивает идентичность условий протекания электрического разряда и взрыва по каждому из получаемых проволочных полуколец, одновременные их взрыв и диспергирование, тем самым создается однородность напыления.
Создание вакуума внутри разрядной камере способствует предотвращению окислению продуктов взрыва, что обеспечивает качественную адгезию.
Сущность полезной модели устройства для электровзрывного нанесения металлических покрытий на внутреннюю контактную поверхность разрядной камеры тороидальной формы поясняется чертежами, где на фиг.1 показано устройство в собранном виде; на фиг.2 показаны взрывающийся проводник, представляющий собой систему колец из проволоки, образующих каркас тороидальной формы, закрепленных в посадочных гнездах, выполненных в центрирующих звездочках из диэлектрического материала, которая установлена внутри разрядной камеры тороидальной формы (показано в разрезе) симметрично относительно ее центральной кольцевой линии, токопроводящие электроды, выполненные в виде двух изолированных стержней, каждый из которых имеет на одном из концов мнотоконтактные наконечники, установленные с диаметрально противоположных сторон относительно взрывающегося проводника; на фиг.3 показан токопроводящий электрод в виде изолированного стержня, имеющий многоконтактные наконечники, соединенные надежными электрическими контактами с взрывающимися кольцами из проволоки, размещенные в посадочных гнездах, выполненных в центрирующих звездочках из диэлектрического материала.
Взрывающийся проводник, представляющий собой систему колец 1 из проволоки, образующих каркас тороидальной формы, закрепленных в посадочных гнездах 2, выполненных в центрирующих звездочках 3 из диэлектрического материала, которая установлена внутри разрядной камеры 4 тороидальной формы. Токопроводящие электроды 5, каждый из которых имеет на одном из концов многоконтактные наконечники 6, установлены с диаметрально противоположных сторон относительно взрывающегося проводника, представляющего собой систему колец 1 из проволоки. Предлагаемое расположение электродов 5 обеспечивает разделение каждого из кольца 1 на два проволочных полукольца, электрически соединенных параллельно. Через канал 7 осуществляется вакуумирование разрядной камеры, которая образуется смыканием верхней 8 и нижней 9 плитами.
Устройство работает следующим образом. Через канал 7 разрядная камера 4 тороидальной формы предварительно вакуумируется. При подаче высокого напряжения на токопроводящие электроды 5 в виде изолированных стержней, возникает ток разряда, протекающий по двум полукольцам каждого проволочного кольца 1. В силу того, что каждое взрывающееся проволочное кольцо 1 разделено на два проволочных полукольца, электрически соединенных параллельно, процессы электрического взрыва двух полуколец каждого проволочного кольца 1 являются одновременными и идентичными друг другу. В процессе взрыва осуществляется эффективное диспергирование металла взрывающихся проводников, в результате чего достигается однородность образующихся продуктов взрыва, разлетающихся нормально к внутренней контактной поверхности разрядной камеры 4 тороидальной формы, что влечет за собой образование однородного и равномерного металлического покрытия. В качестве источника высокого напряжения используется генератор импульсных токов конденсаторного типа (на чертежах не показан).
Таким образом, применение данного устройства обеспечивает осуществление электровзрывного нанесения металлического покрытия на внутренней контактной поверхности тороидальной формы, достигается однородность и равномерность наносимого металлического покрытия с качественной адгезией.