Электропроводный держатель для неэлектропроводного изделия со сквозной цилиндрической полостью

Полезная модель относится к устройствам для позиционирования изделий при нанесении покрытий. Устройство предусматривает, что изделия выполнены из материалов, не обладающих электропроводностью, например, из стекла, и имеют сквозную цилиндрическую полость.
Уровень развития техники известен из решения [US 4558388 А, С23С 14/50, Опубликовано 10.12.1985]. Данное решение описывает способ нанесения покрытия и устройство для реализации способа. Устройство для нанесения покрытия в нем выполнено двухкамерным в вертикальной плоскости. Заготовка изделия, выполненного предпочтительно в виде жесткого немагнитного алюминиевого диска, перемещается специальным лезвием вертикально между камерой вакуумной обработки и камерой нанесения вакуумного напыления и обратно. Устройство сопряжено в горизонтальной плоскости со специальным сектором для остывания изделий после нанесения покрытия.
Недостатком данного решения является ограниченная область его применения (диски для компьютеров) и сложность нанесения покрытия.
Наиболее близким к заявляемому решению является решение [Патент РФ №154036 МПК С23С 14/00 от 10.08.2015, Бюл. №22]. В нем предложено устройство для формирования локальной зоны для нанесения металлического покрытия на наружной поверхности защитной трубчатой оболочки, выполненной из лейкосапфира газоразрядной лампы с цезиевым наполнением, содержащее вертикально установленный с возможностью вращения вокруг своей оси металлический стержневой держатель, предназначенный для размещения на нем упомянутой оболочки с примыканием внутренней ее части к наружной поверхности держателя, маску, соосную с держателем и состоящую из полого металлического цилиндра и металлического диска, расположенных соответственно на держателе у противоположных концов упомянутой оболочки, при этом на конце держателя, на котором расположен полый цилиндр маски, выполнена кольцевая ступень, а упомянутый цилиндр маски с внутренней стороны имеет кольцевую ступень и закреплен на держателе с примыканием одной стороны ступени к кольцевой ступени держателя, а другой - к оболочке, а металлический диск выполнен со сквозным отверстием, в котором жестко закреплен держатель оболочки посредством фиксирующего элемента, и с кольцевой ступенью на торцевой поверхности со стороны примыкания к нему наружной поверхности упомянутой оболочки, при этом обращенные друг к другу торцы диска и цилиндра расположены на расстоянии, соответствующем заданной длине зоны нанесения металлического покрытия на наружной поверхности упомянутой оболочки, а полый цилиндр маски выполнен длиной, выбранной из условия обеспечения экранирования упомянутой оболочки за исключением зоны нанесения на нее покрытия.
Недостатком данного решения является ограниченная область его применения, т.е. нанесение металлического покрытия обеспечивается только на наружной поверхности защитной трубчатой оболочки, выполненной из лейкосапфира.
Техническим результатом заявляемого решения является усовершенствование конструкции держателя изделий для обеспечения возможности нанесения покрытий на изделия, выполненные из материалов, не обладающих электропроводностью и имеющих сквозную (открытую) цилиндрическую полость.
Технический результат достигается тем, что держатель выполнен из электропроводного теплопроводного (теплоемкого) материала и выполнен с возможностью расположения внутри цилиндрической полости изделия. Его размеры меньше соответствующих размеров внутренней поверхности изделия для того, чтобы образовать зазоры. Зазоры выполнены везде за исключением мест, в которых держатель контактирует с внутренней поверхностью изделия. Эти места образованы за счет наличия у держателя упоров, выполнениях, например, в виде поясков.
Принцип достижения технического результата основан на том, что под воздействием потока ионов, испаряемых с поверхности катода в камере для нанесения покрытий по методу конденсации с ионной бомбардировкой, под действием электрического потенциала между держателем (с нему подведен электрический ток, он электропроводен) и катодом держатель разогревается до необходимой температуры и передает свое тепло материалу изделия, при этом на поверхностях изделия оседает покрытие.
Таким образом, заявляемое решение, как и в прототип, представляет собой электропроводный держатель для неэлектропроводного изделия со сквозной цилиндрической полостью, позиционируемого в камере установки для нанесения покрытия методом конденсации с ионной бомбардировкой
Однако заявляемый держатель отличается тем, что он выполнен с возможностью расположения внутри цилиндрической полости изделия с зазорами, снабжен упорами для контактирования с внутренней поверхностью изделия и ограничителями, обеспечивающими позиционирование изделия по его длине. При этом упомянутые упоры выполнены в виде поясков.
На фигуре представлена принципиальная схема и расположение держателя в камере для нанесения покрытия.
Держатель 1 установлен на опору 2, монтируемую на столе камеры установки, предназначенной для нанесения покрытия. На держатель 1 установлено неэлектропроводное изделие 3. Размеры держателя меньше размеров полости изделия на величину зазоров 4 за исключением тех мест, где зазоров нет в силу того, что держатель снабжен упорами (поясками) 5. Эти упоры выполнены в качестве ограничителей перемещений изделия на держателе. Размеры и форма поясков и ограничителя роли не играют. Они могут быть сплошными, с прорезями, со сквозными отверстиями и т.д.
С позиций обеспечения равных величин зазоров 4 целесообразно исполнение упоров в виде поясков по всей окружности держателя.
Чем больше объем держателя, тем больше он передаст тепла изделию, тем больше нагреется изделие, тем выше будет прочность сцепления покрытия с изделием.
К опоре подведен токопровод 6. Камеру установки вакуумируют, опоре 2 задают вращение (либо вращают стол установки, на котором установлены несколько опор с изделиями), между токопроводом 6 опоры 2 и катодом 7 задают необходимый электрический потенциал U, зажигают искру на катоде, камеру установки заполняют газом, например, азотом, ионы испаряемого катода 7, проходя через газовую среду, воздействуют на материал держателя и нагревают его до необходимой температуры. Тепло от держателя передается материалу изделия, ионы испаряемого катода оседают на наружной поверхности изделий в виде покрытия, например, нитрида циркония, титана и т.д.
В качестве материала держателя можно использовать разные материалы, например, сформованную (она измельчена, спрессована) стружку, образующуюся при обработке сталей резанием. Стружка должна быть очищена и промыта. Более технологично изготавливать держатель из дробленного лома твердого сплава, который спечен в нужные размеры по методу порошковой металлургии. Такой материал держателя позволяет нагреть держатель до более высоких (чем при использовании стружки) температур, что способствует повышению прочности сцепления покрытия с поверхностью изделия.
Для ограничения местоположения изделия по высоте относительно держателя он снабжен внизу ограничителями 8.