Способ управления процессом химико-термической обработки

(5) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с фЕ.СизоЯ.Д Маш(56) Лахтин Ю.М., КоганАзотироваиие стали. М.:ние, 1976.Патент ФРГ В 2606396,кп, Н 05 В 7/16, 1976. чества обработки за счет управленияпроцессом, обеспечивающим проведениережима катодногс распыпения при новыещенном напряжении. Способ заключаетсяз том, что до окончания катодного распыления амплитуда импульсов напряжения разряда определяется только часто"той дугообразования и по мере ее нострое- уменьшения амплитуда импульса повышается до величины, обеспечивающейпроведенце катодного распыления.Требуемое ограничение скорости нагрева или стабилизации температуры назаданном уровне, если.до окончаниякатодного распыления температурадостигнет заданного значения, осуществляют посредством изменения среднего значения напряжения разряда,которое может регулироваться. 2 ил.Сущность предлагаемого способа заключается в том, что до окончания катодного распыления амплитуда импульсов напряжения разряда определяется только частотой дугообразования и по мере ее уменьшения амплитуда импульса повышается до величины, обеспечивающей проведение катодного распыления. Требуемое ограничение скорости нагрева Или стабилизацию температуры на заданном уровне, если до окончания катодного распыления 50 Изобретение относится к термической и химико-термической обработке металлов и сплавов и может бытьприменено, например, для процессаионного азотирования. 5Процессы термической и химико-термической обработки изделий с использованием тлеющего разряда, в частности процесс ионного азотирования, проходят обычно в две стадии: ,очисткаповерхности с помощью катодного распыления и диффузионное насыщение иливыдержка изделий при заданной температуре. Параметры разряда при катодномраспылении Обеспечивают очистку и15активацию поверхности. Для ускоренияочистки поверхности от различных загрязнений, а также для получения равномерного по поверхности упрочняющегослоя, особенно при обработке сложнолегированных сталей, целесообразнопроводить катодное распыление при напряжении, значительно превышающемрабочее. Параметры разряда. в режименасыщения обеспечиваю нагрев изделий до требуемой температуры иподдерживают активность газовой фазы на нужном уровне.Цель изобретения - сокращение длительности пропесса и повышение качества обработки путем управления процессом, обегпечивающим проведениережима катодного распыления при повышенном напряжении.Это достигается тем, что подаютнапряжение в виде регулируемых поамплитуде и длительности импульсов,от начала процесса до окончания ка-,тодного распыления, в качестве параметра, регулирующего температуруи скорость ее изменения, используютсреднее значение импульсного напряжения, а в качестве параметра, регулирующего частоту дугообразования,амплитуду импульсов. 45 температура достигнет заданного зна.чения, осуществляют посредством изменения среднего значения напряженияразряда, которое может регулироваться,например, путем изменения коэффициента заполнения цикла. Причем приопределении длительности катодногораспыления время паузы не учитывается.На фиг, 1 и 2 приведены временныедиаграммы, поясняющие предлагаемыйспособ управпения.На диаграммах показаны изменениямгновенного Б, и среднего П,р значений напряжения разряда и температурыобрабатываемых изделий Т для случая,когда температура изделий достигаетзаданного значения Тз до начала катодного распыления. Кратковременныеснижения напряжения разряда, производимые при возникновении дуговых разрядов, не показаны, Величина напряжения разряда в период паузы может отличаться от нуля, как показано начертеже, В начальный период обработки (до момента времени й ) частотадугообразования большая, поэтомузначение напряжения невелико и имеетнепрерывную форму, так как температура обрабатываемых изделий растетмедленно. Среднее и мгновенное значения напр:.:кения при этом совпадают.По мере снижения частоты дугообразования амплитуда напряжения растет,а среднее значение его за счет изменения коэффициента заполнения им-пульсного цикла регулируется такимобразом, чтобы скорость нагрева изделий равнялась заданной. Если в момент времени С температура изделийдостигает заданной, то среднее значение напряжения регулируется такимобразом, чтобы температура изделийподдерживалась на этом уровне. В момент времени з амппитуда напряжениядостигает величины напряжения катодного распыления П,и поддерживается на этом уровне в течение заданного времени катодного распыления,после чего производится регулирова-ние температуры обрабатываемых изделий при непрерывной форме напряжения,Использование предлагаемого способа управления процессами термической и химико-термической обработки изделий, проводимыми с помощью тлеющего разряда, позволяют по сравне1249719 Формула изобретения Составитель О.Турпак,Козориз Техред Н.Бонкало Корректор С.Шекмар т 4340/60 Тираж 76ВНИИПИ Государственпо делам изобрет 113035, Москва, Ж, Р каз писноССР ого комитета ний и открыт ская наб.,Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 нию с известными способами сократитьвремя обработки изделий в режимахочистки и насыщения и повысить качество обработки, в частности улучшить равномерность упрочняющегослоя по поверхности изделий за счетболее интенсивного катодного распыления при повышенном. напряженииразряда и регулирования при этомтемпературы иэделий, скорости ее изменения и частоты дугообразования. Способ управления процессом химико-термической обработки, по которому в тлеющем разряде нагревают изделия до заданной температуры, поддерживают эту температуру, очищают поверхность изделия катодным распылением и проводят диффузионное на,сыщение, при всех операциях регулируют температуру, скорость ее изменения и частоту дугообразования измене.нием параметров напряжения тлеющего разряда,о т л и ч а ю щ и й с я тем что,с целью повышения производительности способа и качества изделия, от начала процесса до окончания катодного распыления подают напряжение в виде регулируемых по амплитуде и длительности импульсов, в качестве параметра, регулирующего температуру и ско рость ее изменения, используют среднее значение импульного напряжения, а в качестве параметра, регулирующего частоту дугообразования, - амплитуду импульсов.