Способ изготовления изделий, преимущественно литейных форм и штампов

(51)5 С 23 С 14/ ГОСУДАРСТВЕННО ВЕДОМСТВО ССС (ГОСПАТЕНТ СССР ЕНТНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ Н,.К А ВТО.,РС КО М У С В ИДЕТЕЛ ВУ Ю. Селедков. С Заборов Я. ГальванопластМ,: 1980,видетельство СС23 С 11/00; 1978 в про Изобретение относится к способам изготовления изделий, преимущественно литейных форм, пресс-форм и штампов сложной формы, Способ может быть использован в металлургической промышленности, машиностроении, при получении иэделий из пластмасс, а также в любой другой отрасли производства, где необходимо изготовить изделие сложной формы.Целью изобретения является улучшение качества покрытия за счет повышения его твердости и равномерности по толщине, получение покрытия заданной толщины на изделиях сложной формы, расширение кру- га материалов покрытия. автоматизация и достижение экологической чистоты способа,Указанная цель достигается тем, что в способе, включающем последовательное осаждение в вакууме на подложку антиадгезионного слоя и основного слоя металла, отделение изделия от подложки, нанесение(57) Использование. изготовление литейных форм, пресс-форм и штампов сложной формы и может найти применение в металлургической промышленности, Сущность изобретения 1 повышение качества покрытий достигается за счет осаждения антиадгезионного слоя из паров металла с температурой плавления, равной 0,34 - 0,56 температуры плавления металла основного слоя, а при осаждении слоев подложку одновременно перемещают возвратно- поступательно в горизонтальной плоскости и вращают вокруг оси. 2 з,п.ф-лы, 1 ил,покрытия ведут направленным пучком паров металла, причем антиадгезионный слой.выполняют из металла с температурой плавления, равной 0,34 - 0,56 температуры плавления основного слоя, а подложку одновременно перемещают возвратио-поступательно в горизонтальной плоскости и вращают вокруг оси,Направленный пучок паров металла получают нагреванием верхнего слоя металла электронно-лучевой пушкой до температуры испарения. Отделение покрытия от подложки осуществляют в той же камере.Сопоставительный анализ заявленного решения с прототипом показывает, чтопредложенный способ имеет следующие существенные отличительные признаки: нанесение покрытия ведут направленным пучком паров металла; антиадгезионный слой выполняют из металла с температурой плавления, равной 0,34 - 0,56 температуры плавления металла основного слоя; подлож 1835433ку перемещают возвратно-поступательно в горизонтальной плоскости и вращают вокруг оси, направленный пучок паров металла получают нагреванием верхнего слоя металла электронно-лучевой пушкой до температуры испарения; отделение покрытия от подложки осуществляют в той же камере,Таким образом, заявленное техническое решение соответствует критериям "новизна" и "существенные отличия",Указанные отличительные признаки придают заявленному решению новые дополнительные свойства по сравнению с прототипом; улучшение качества покрытия за счет повышения его твердости и равномерности по толщине; возможность получения покрытия заданной толщины на изделиях сложной формы; расширение круга материалов покрытия; автоматизация процесса; достижение экологической чистоты процесса получения покрытия,На чертеже представлена установка для осуществления предлагаемого способа. Установка включает вакуумную камеру 1, в которой размещены электронно-лучевая пушка 2, водоохлаждаемье тигли 3 и 4 с испаряемыми материалами 5 и 6, подложка 7, подложкодержатель 8, механизм для придания подложке сложного движения 9, вспомогательная электронно-лучевая пушка 10, заслонка 11, печь 12, подставка 13,Способ осуществляют следующим образом: подложку сложной формы 5 помещают в вакуумную камеру 1 и закрепляют на подлоккодержателе 6. В водоохлаждаемые тигли 3 и 4 помещают испаряемые материалы, в тигль 3 - материал покрытия, в тигль 4 - материал для создания антиадгезионного слоя, Затем производят откачку вакуумной камеры до давления 10Па и включаютэлектронно-лучевую пушку и механизм для придания подложке сложного движения, представляющего собой комбинацию вращательного и возвратно-поступательного движения,Электронным лучом разогревают материал антиадгезионного слоя до температуры испарения и наносят слой толщиной 30 - 40 мкм на подложку.После нанесения антиадгезионного слоя электронным лучом вспомогательной пушки 10 разогревают подложку до определенной температуры, а затем электронным лучом пушки 2 доводят материал покрытия, находящийся в водоохлажденном тигле 3, до температуры испарения и проводят нанесение покрытия до толщины 2 мм. В течение всего процесса подложка совершает сложное движение, а именно: возвратно-поступательное в совокупности с вращатель При значениях Т пл, антиадгезионного слояТ пл. основного слоябольше 0,56, например, в случае Сц и М, это соотношений составляет 0,74, при съеме покрытия с подложки нарушается его геометрия иэ-за близости температур плавления,35 40 При значениях этого отношения меньше 0,34, например, в случае Св и Ю, оно составит 0,31.При этом в процессе осаждения вольф рама происходит повреждение.антиадгезионного слоя меди, вследствие высокой температуры паров вольфрама. Таким образом, приведенные параметры, способа необходимы и достаточны для достижения поставленной цели.Изготовление покрытий и изделий этим способом позволит улучшить их качество эа счет увеличения твердости, плотности, получения равномерных покрытий на подложках и изделиях сложной формы.Данный способ автоматизирован и легко регулируется при переходе с сдного материала покрытия на другой и смене формы подложек. 50 55 ным. После достижения требуемой толщины покрытия процесс прекращают, открывают заслонку 11 и перемещают подложку с покрытием в печь 12 на подставку 13. При 5 нагревании в печи происходит разъединение покрытия и подложки, Готовое изделие извлекают из вакуумной камеры и по известным методикам определяют его свойства.Весь технологический процесс автома тизирован и занимает 5 - 6 ч.Предлагаемый способ дает возможность получать равномерное по толщине по. крытие или изделия сложной формы изразличных металлов с хорошим качеством, 15 т.е. повышенной прочностью и плотностью,Подложка может быть выполнена из высокопористого материала.В таблице приведены полученные результаты. Получены покрытия из никеля, 20 хрома, молибдена, алюминия.Условием получения качественного покрытия является определенное соотношение температур плавления материала основного слоя и материала антиадгезион ного слоя. При соотношении Т плавленияантиадгезионного слоя и Т плавления основного слоя 0,34 - 0,56 (примеры 1-5) получают качественное равномерное покрытие с высокой твердостью, плотность которого 30. равна плотности чистого металла.сНерввнонер. ность покрытию по толщине.Т пл.натериз. Материал вигила покрытию, адгезноногоюС : слою Отношение тенперагуры плавления зн. тиадгезнонно. го слоя ТПЛ, нвтериала по.антил Т, пл, натеривлз антиздгезионого слов, "С, гз за Материал пс крытию.0 ф зО 1455 Иводное сел дннение тетра- кврбснил 30 никелю Важным преимуществом предлагаемого способа перед прототипом, который принят нами за базовый объект (ониспользуется на Вязниковском заводе осветительной арматуры, г. Вязники) является 5его экологическая чистота. Исходные материалы не.вредны для здоровья, в то время,как используемые в прототипе карбонильные соединения никеля высоко токсичны.При разложении этих соединений образуется большое количество окислов углерода, вособенности, угарного газа. При использовании предлагаемого способа вредные выбросы полностью отсутствуют.Прдсчитать конкретный зкономический 15эффект не представляется возможным. Однако, он будет получен за счет улучшениякачества получаемых изделий и покрытий,. улучшения условий труда, автоматизациипроцесса, его экологической чистоты, отсутствия необходимости очистки газовых выбросов в атмосферу,Формула изобретен ия 1.Способ изготовления изделий, преимущественно литейных форм и штампов, включающий осаждение в вакууме на под-. ложку антиадгезионного слоя и основного слоя металла с последующим отделением иэделия от подложки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества покрытий, антиадгезионный слой осаждают иэ паров металла с температурой плавления равной 0,34-0,56 температуры плавления металла основного слоя.2 Способ поп 1, отли ча ю щийся тем, что, с целью повышения равномерности покрытий, при осаждении слоев подложку одновременно перемещают возвратно-поступательно в горизонтальной плоскости и вращают вокруг оси.З.Способ по пп,1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что отделение покрытия от подложки осуществляют в той же камере. при сьене покрыпш с подпоии нарушена егогеонетриюнаруипние антиадгезионного слою при нанета"Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Производственно-издательский комнина ф аказ 2977 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям йоткрытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раущская наб 4/5