Способ упрочнения изделий

Союз СоветскнкСоциалистическихРеспублик дВТОВСКОМЬ ДЕТЕЛЬСТВ 61) Дополнительное к авт, сеид-ву 08.80 (2 ) 2981445/18(23) Приори Опубликовано 23. 06 . 82. Бюллетень ао аелзн изебретени и открыти 11 621793 1088. 8) а опубликования описания 23,068 М.Х.Эстерлис, В,Е Е.Е.Петушков, Л.Г В.Н.Арустамов, С,(7 вторы бретени(71) Заявитель 54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ИЗДЕЛИ Изобретение отн металлообработки и применение в метал промышленности для ных, антикоррозион ных покрытий, в эл ротехнике для обес и легировании прим изделии.Известен способ делий, согласно ко несения пок ытий сится к областиможет найтиообрабатывающейнанесения защитых и упрочненктронике и элект.ечения диффузиисями различных издел дород 15 упрочнения изторому после нар , проводится отжигия, например, в атмосфере воа 13.Недостатком этого способа являет. ся его низкая производительность и нарушение структуры материала подложки,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ упрочнения изделий, включающий нанесение покрытий на подложку и последующую их термостабилизацию Г 21. Булат, П.Г.Лундин, Л.С.Хавин,Кейтлин, Р.Б.НагайбекоЦ,.Кельберт и В.О.Сидельников Недостатком известного способа. является необходимость использован 1 я высокого нагружения для ускорения ионной составляющей потока, атакже недостаточная производительность процесса.Цель изобретенияповышение производительности процесса.Поставленная цель достигаетсяотем, что согласно способу упрочненияизделий, включающему нанесение покрытия на подложку и последующую их термообработку, термообработку осуществляют путем воздействия на покрытиедуговым разрядом, горящим в режимепадающего участка вольтамперной характеристики,Катодные пятна дугового разряда,горящего в режиме падающего участкавольтамперной характеристики, перемещаются по поверхности электродасо скоростью 10" - 10 ф см/с.При перемещении такого пятна поповерхности покрытия, нанесенного937535 1 5- 10 с. 3на деталь, приповерхностный слой детали, а точнее материал покрытия, разогревается и вследствие высокой температуры взаимодействует, с материалом детали, чем обеспечивается прочное сцепление между нанесенным . покрытием и самой основой. Катодные пятна на своем пути обрабатывают дорожку шириной 0,5-1 мм, В среднем на одно пятно приходится ток в 5 А. р Поэтому при устойчивом горении дуги при токе разряда 100 А на поверхности катода существуют одновремен. но, в среднем, до 20 пятен. Тогда площЬдь, обрабатываемая катодными пятнами, будет определяться Формулой где и число пятен,ч - скорость перемещения, юЙ - диаметр пятна.Для приведенного случая получимБ,400 см /с.Глубина диФФузии определяется выражениемье25О1=Дегде А - константа, зависящая от родаматерйала,время диффузии,Т - температура,К - постоянная Больцмана,дЕ - энергия активации атомов.Из формулы видно, что глубина диффузии слабо зависит 1 от времени и вззэкспоненциальной зависимости растетпри возрастании температуры.Для диффузии хромав железо можнополучить слудующие соотношения в зави.40симости от температуры. Необходмоосуществлять диффузию Сг на. глубинумкм, Время диффузии определимиз выражения1 =Ггпу45 где П - коэффициент диффузии,время,1 - глубина диффузии,25 4 Время действия пятна на каждую точку поверхностиТемпература пятна для меди порядка 4000 - 4500 С. Поэтому для хромового покрытия можно осуществить нестационарную диффузию на глубину 1 мкм при перемещении катодных пятен вакуумных дуг по деталям, предварительно покрытым хромом,Способ осуществляют следующим образом.На деталь, очищенную от загрязнений известными методами, наносят покрытие толщиной 0,1-5 мкм также известными методами, например напылением в вакууме, электрохимическим осаждением, катодным распылением и т,д. После этого деталь, с нанесенным на нее покрытием, помещают в камеру и подсоединяют ее к отрицательному выводу источника постоянного напряжения. Рядом располагают другой электрод-инструмент и подсоединяют его к положительному выводу источника тока. После этого камеру закрывают и откачивают иэ нее воздух до давления среды ниже 10 мм рт.ст. Зажигают устойчивый дуговой разряд на падающем участке вольтамперной характеристики,. При этом катодные пятна перемещаются по поверхности покрытия и осуществляют диффузию материала покрытия в деталь. Процесс наблюдают визуально. В случае небольшой детали, например кремниевой шайбы диаметром 10-15 см с металлическим покрытием, нет необходимости в,сканировании катодных пятен и управлении их перемещением по поверхности. При массивных деталях необходимо управлять перемещением .катодных пятен.Внедрение нового технологического процесса упрочнения покрытий путем обработки их поверхности катодными пятнами устойчивого дугового разряда в вакууме повысит производительность процесса и понизит его стоимость.Формула изобретения Способ упрочнения иэделий, включающий нанесение покрытий на подложку и последующую их термообработку о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения,производительности5 . 937535 4процесса, термообработку осуществля. Патент бельгии М 715496, ют путем воздействия на покрытиекл, С 23 С .13/04 1972.дуговым разрядом, горящим в режиме 2. блинов И.Б. Вакуумные сильно- падающего участка вольтамперной ха- точные плазменные устройства и их Рактеристики. применение в технологическом оборуИсточники информации, довании микроэлектроники. Н., ч. 111 принятые во внимание при экспертизе вып. 8 269),1974, с. 33.Составитель Е.КукинаРедактор Г.Волкова Техред И. Гайду КорректорН.Швыдкайв ее ве в е вававее вв авве вава е ееЗаказ 4383/35 Тираж 1053 ПодписноеВН 1 ИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Рауаская наб., д. 4/5ва ве е еев в еевееееевеаееаееавеаееавааваефилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4