Способ катодной обработки деталей устойчивым дуговым разрядом

О П И С А Н И Е 1 ц 719710ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистицеских Республик(51) М. Кл .В 08 В 3/10 Н 05 В 7/00 21) 2569061/28-12 22) Заявлено 01;12 нием заявки-с присо ооударотвеннын комнт СССР оо делам изооретоний н открытий72) Автори изобретен 1) Заявитель ифова АН Узбекской СС Институт электроники им.(54) СПОСОБ КАТОДНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ УСТОЙЧИВЫМ ДУГОВЫМ РАЗРЯДОМится п и потенИзобретение относится к технике обработки деталей на различных этапах технологического процесса для удаления с ее по-верхности окисной пленки и загрязнений,закалки поверхностного слоя, удаления заусениц и т. д.Известна очистка поверхности электродной проволоки при сварке, в которой очищаемую проволоку пропускают через кольцевой электрод, подсоединенный вместе спроволокой к источнику тока, и возбуждаютмежду ними дуговой разряд в защитнойгазовой среде, а дугу перемещают вокругпроволоки магнитным полем 1,Недостатком этого способа является неОбходимость газовой защитной атмосферыи магнитного поля, что не позволяет произ-водить качественную обработку крупногабаритных и легкоокисляющихся деталей.Наиболее близким к предлагаемому способу является способ удаления окисной пленки и загрязнений с деталей в вакууме, осуществляемый устойчивым дуговым разрядом,горящим в режиме падающего участка вольтамперной характеристики, причем деталь,изготовленная из тугоплавкого металла,например молибдена, наход р циале анода 2,Недостатками способа являются низкая скорость и качество обработки, невозможность обрабатывать детали из легкоплавких металлов.Целью изобретения является повышение скорости и качества обработки, возможность обработки деталей из легкоплавких металлов и снижение себестоимости процесса.Это достигается обработкой детали дуговым разрядом в вакууме, горящим в режиме падающего участка вольтамперной характеристики, путем изменения потенциала вдоль обрабатываемой поверхности для обеспечения направленного перемещения катодных пятен дуги.По предлагаемому способу используется свойство катодных пятен вакуумной дуги перемещаться со скоростью 10 - 104 см/с в направлении участка на электроде, к которому подведен потенциал. Катодные пятна удаляют поверхностный слой на детали, не разогревая всю деталь, что позволяет обрабатывать легкоплавкие материалы при диапазоне давлений 5 10- 10тор. Наиболее качественная обработка осуществляется при сохранении длины дуги постояннойпри ее перемещении по обрабатываемой детали.На чертеже показано устройство, реализующее предлагаемый способ.Устройство содержит электрод 1, собранный из ряда колец, соединенных несколькими симметрично расположенными стержнями,подсоединенныи к положительному выходуисточника тока, обрабатываемую деталь 2 из токопроводящего материала, присоединенной к отрицательному выводу источника тока; электрические вводы 3 и 4, подводящие ток к детали-катоду; электрический ввод 5, подводящий ток к аноду; поджигающий электрод 6; сопротивление 7 в цепи под з жигающего электрода; фотоэлементы 8 и 9, регистрирующие излучение катодных пятенйа ваданном участке детали 2; источник 10 питания фотоэлементов; источник 11 постоянного тока питающей дугу; нагрузочное сопротивление 12; рубильник 13; кнопка 1 Ч включения контактов Р 1, Рг,Способ осуществляют следующим образом. В вакуумной камере (на чертеже не показана) во внутрь набранного из колец электрода 1 устанавливают деталь 2, подсоединяют оба конца детали к электрическим вводам 3 и 4, электрод 1 подсоединяют к электрическому вводу 5. Устанавливают поджигающий электрод 6, соединенный через большое регулируемое сопротивление 7 с электродом 1. Электрод 6 служит для поджигания дуги у одного из концов детали 2. На участок соединения детали 2 с электрическими вводами 3 и 4 направляют фотоэлементы 8 и 9. Затем камеру герметически закрывают и системой вакуумных насосов откачивают из нее воздух до остаточного давления ниже 5 10тор. Подсоединяют фотоэлементы 8 и 9 к источнику 10 питания, электрические вводы 3, 4 - к отрицательному выводу источника 11 постоянного тока, ф 4 а электрический ввод 5 к положительному. Устанавливают напряжение холостого хода источника постоянного тока 11 и ток дугового разряда, регулируя нагрузочное сопротивление 12. Нагрузочное сопротивление 12 меньше сопротивления 7. Затем рубильником 13 подсоединяют источник тока 11 к цепи. Включением кнопочного включателя 14 подключают через реле Р 1 переключателя 15 отрицательный потенциал источника 11 к вводу 3, Затем поджигающим электродом 5 ф зажигают дугу на противоположном конце детали 2. При этом устойчивый разряд происходит на падающем участке вольтамперной характеристики и по детали 2 к вводу 3 со скоростью 10 - 104 см/с перемещаютИ катодные пятна, удаляя с поверхности очищаемой детали катода окисную пленку и загрязнения, а заусеницы и шероховатости оплавляются, т. е. проводится чистовая обработка детали. Вследствие высокой температуры и большой скорости перемещения катодных пятен происходит быстрый разогрев приповерхностного слоя и последующий отвод тепла от него в тело детали, что приводит к поверхностной закалке ее. Число катодных пятен возрастает с увеличением тока разряда. При подходе катодных пятен к электрическому вводу 3 излучение от пятен воздействует на фотоэлемент 9, который при помощи реле Р переключателя 15 подключает источник тока 11 к вводу 4, а затем отключает контакт Рг и тем самым прекращает подачу напряжения к детали 2 через ввод 3. При этом катодные пятна начинают перемещаться по детали 2 по направлению к вводу 4, удаляя на пути с детали заусеницы, окисную пленку и загрязнения. Катодные пятна замедленно перемещаются по участкам, имеющим выступы, окисную пленку и загрязнения, и поэтому повторное прохождение по детали пятен увеличивает качество обработки. Когда катодные пятна пойдут к вводу 4; они своим излучением воздействуют на фотоэлемент 8, который посредством реле подсоединит контакт Р переключающего устройства 15 к источнику 11 тока и затем отсоединИт контакт Рг, что приводит к подаче потенциала к вводу 3 и перемещение к нему катодных пятен. Таким образом процесс повторится снова. Качество удаления заусениц, очистка окисной пленки и загрязнений улучшаются с увеличением числа проходов пятен по детали. Технологическая обработка детали прекращается выклюнением рубильника 13.Измерялась микротвердость стальных изделий до электродуговой очистки и после нее. Измерения показали, что микротвердость поверхности возрастала в среднем на 15 - 20/о по сравнению с исходной после прохождения по стальной детали катодных пятен.Внедрение этого технологического процесса обработки изделий в вакууме устойчивым дуговым разрядом существенно повысит качество обработки деталей и позволит проводить технологические операции, которые другими способами невозможны или малоэффективны.Формула изобретенияСпособ катодной обработки деталей устойчивым дуговым разрядом, горящим в режиме падающего участка вольтамперной характеристики, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости и качества обработки, возможности обработки деталей из легкоплавких материалов и снижения себестоимости процесса, при обработке деталей дуговым разрядом осуществляют изме719710 Ь1. Авторское свидетельство СССР171056, кл. В 23 К 9/00, .1963. 2, Авторское свидетельство СССР476041, кл, В 08 В 1/00, 1973. СоставитТекред К, ШТярак 636дарственного кизобретений иЖ - 35, Раушснть, г. Ужгород В. Датьряч Корректор М. Деячяк ПодписноеСР д. 4(5 тная, 4 5 нение потенциала вдоль обрабатываемой поверхности для обеспечения направленного перемещения катодного пятна дуги. Источники информации,принятые во внимание прн экспертизеРедактор М, ТрубченкоЗаказ 1032 /8ЦНИИПИ Госупо делам113035, Москва,Филиал ППП аПате митета С открытий ая набул, Про