Устройство для нанесения диффузионных покрытий

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 51)5 С 23 С 8 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ТЕЛЬСТ Н АВТОРСКОМ ние прои ксплуат одительности ии, К барока сно располож и у тв ристы аканы ные кованы со2 и 8. Н ложен втся ти асг ижнии стакан 2 в него устана осадкой, серь печи ива тизнруемыи Фиг.ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(21) 4280895/31-02 (22) 08.07.87 (46) 30,04.90. Вюл. Р 16 (71) Физико-механический институт им. Г.В.Карпенко и Специальное конструкторско-технологическое биро Фи зико-механического института АН УСС (72) В.Ф,Шатинский, Н.Н.Филинов, Е.М.Рудковский и П,М, рудык (53) .621.785.5 1.066.65.002,5(088.8) (56) Шатинский В.Ф., Збожная О.М Максимович Г.Г. Получение дифФузион ных покрытий в среде легкоплавких металлов. Киев: Наукова думка, 1976 с. 06,80156 О 615(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕШЬЧ ДИФФУЗИОННЫХ ПОКРЫТИЙ(57) Изобретение относится к. химико- термической обработке металлов, ,ель изобретения - расширение техноло гических возможностей путем совмещения процессов нанесения покрытий и отжи а изделий в специальной среде, повьппе.т (яц ь,Крсш(0 с 5, ПЕ 1)егссц(ЗНЛЕ ТИГ)Я с ос,с -ществляется штоком 6, соес 3.Яс с скрышкой 5, В барокамер:с уск:,е"сСГСЦИ 3.ЬцсЯЯЗОВЯЯ (1 с(:,"Я ЕЗ Зац"тиззи 27 посл, редвяритссп Н(; о р,:режеция насосом 25, После грове.с,ения Изобретение относится к химикоТеРми че скОЙ Об с) аб Отке сс сетс)3 лсо Б .,ЧастцОСтц К уСтрОЙСтвам,цЛя ПЯПЕСс.ПМЕТЯЛЛВЧЕСО)Х ГЦ(1 С(с)УС;30 Лх 3 ОКР .",3: из жидкомета 3 лических рсп)яОВ ця КОИСтруКцИОцсЫЕ МЕ;Яги)Ь ц (.:33(ЯЗЕ, мо)кет быт:, гспо)ьзовяно 3 сясегсо СТРОИТЕЛЬНОЙ, ЗЛЕКТРОТЕХЦ)ЛсЕСКОЙ,ЗЛЕКТРО 0 Г )ЛМЧЕСКОГ ПР: МЬОЛЕс. О стц и других отрасляхро 3)ого хозяйства. Цезеьо изобретения является ряс Р ение 7 ехн ОлО Ги че ских Воз можно стси ПУТЕМ СОВМЕЩЕНИЯ ПРОЕС(.С В ЦЯЕЕСЕЦИс ПОКРЫТИИ 1": ОТЖИ) Я ЦЗВЕ)сИ В СЕЕЕЦИс),Ь НОЙ среде, еовьпецее пролзе 3 одтел.Пости и удобства зкс 3 уат чции,11 а (ЯГ, 1 изоб)Яжецо уГТ 1)оцст(30.,вид сбо;у; ня фс, . - То жс и.сверху ца Ьлг. 3 - коц .тоукпие тГ -ЛЯ, РЯС ГО:ОЖЕНЕЕОГО В сИ)ЗП Е.СТЯ К ЯЕЕбарокам,.)ь устроцст за с Я (11 Сг,усгройсгво циркуляции гязя В барокамере; я (-иг с 5 - едг 1)е)зсзс)(ссе еп(ост .гДЛЯ РЯЗ ЕЕЕНИЯ;. ЯСП)ЯВЯ;с Ца фИГ. бьерхций стакан баронамер, разрез сУстройство содержит барокыерус прикрепленным к ее днищу стакацо:,2, ПОМЕПЕНВЬс В ПВХТ:)с ЗгЕК ГроПЕсВЛ 3,В с;тякяп 2 опущен гс.епьс Ге(ой5, к ко"орой крепится шток 6, гыводя"ЩИЙСЯ ЦЯРУжУ ЧЕРЕЗ ВЯКУУгЕ УГЛО гЕНИЕ 7, РЯС(сОЛожЕПЦСсс В Г.ГсгХОЛ ТОРЦЕВарХНЕГО Стяняцс 3 8 Кр Е. ВГЕГОСя ОТ"крытыес то."дом к Верхзсс:;:( 1 с б,.)рс).","меры 1:(Ос .НО гзс(лсмгг, гякяц-,ср ОКЯМЕР с с 6 Ос удОвас . сс З т ; с с3 ( ЛОзом 9, иллшминатс:.)ом 1: . Оои пес; ;ток1 с К 1)ышкам 3 ", сгы)(ОБО Иным пкгком 13,. 3 редохрае 3 тсль)ь (3(. Паном 4,гермоввсцом термопар э, токозвося идля свас,кси 16 .и Ос) сщецс - 1 / . 8(3 р ) камеру 03(рсп(ает водяная рубашка:8, сзслПОЛНСгН я ЗаогНО С уСГРОЙСВОМ 19цире(уля;ии и Ох:яжде)3 ия я 3 0 В г 1 яс)0"камера и вякууньл шлеоз абжецы мНОМЕЯ рамн) сЛ )11 И)(исВЕркцийСтаыаНЫ И 8, ПЕР" Ят.(И 1 С КРЬЕЫ(амс дпс 1(сузОс 3(о Рце(с 3 Б гиГпе 4 моСТ бвс . О (с СЧсСЕ(Тж Г В С;СПИ(3:3,.)й сред, 11 ялиие сякацог 3 2 и 8 П(ВЫШ ГсГГ;ПООСТ 3(:3 РВЕДСЗНИЯ ПОГГГОТОс,х оераии В бсзрскамере 1,с с 2 , .3.Ясо и пЯ тор 1 с 3 г к рьгг.к Я стьковочцо0 пес(с 13, )р,ох,сацсг з.Нный клаПана,еди)ЯОТСЯ с б ЯОКЯМрой 1)ЕГс, С ИЦЕРтЦВИ И ДРУГИМИ Га- .3,); 6 сстили 27 иПвякуу-про-. Вод 28,Язц:.куум-пг)0 зад 28 соединяет барокамс ру 1, ,ВакуумПЕЙ леоз 9 и 1 ссшки .2 пе)чяток 11 Г (Горвасуулзьм ; Я(.осог. 25; бал)о(Я:Я 6 -. Инертными,Г:оз 9 ре,.гстсзВ.ес) С.обои Огс-льцуо ся(ос; . с мсгцомегром "1 сое)иенцус грубо)ро 3 с 1 дом с; 3 левов)3(ууме.0 л сис- ГЕМОЙ ВЫЛОСПЦУО В ВИДЕ ПОЛОЙ тРУ-"Ь,. За(РЬГГОЙ (. ОООИХ ТОРЦОЗ 3(РЬШКс(МИ 29 сл 3 с герметично сс,адЗнееными между собой АланО)ымг РЯ гьемаеи 1, ) ;)(3)окамере 1 расположена е:;кость 32, ЗЯПОНЯЕЕЛЯЯ сга(ПЯс(Ос " ца-РЕВЯТС - сЕМБ устрОГсГВЕ ПрЕГУГ ЛОТрпЯ БОЗГОжцс сть цаполцения тигля расплавом из Резервуара, находящегося вне баво(Яе ы, цо трубопроводу 34 с нагревате. Ол 35 (1 гг. 61., проходяще лу сквозь 07 СЦКУ 33 ЕРск,ЕГО С "ГЯКЯЦ(З С ИГПОЛЬЗ ЭВЯ е(исл, ля Гсистки рясно) ).ВВ Фильтр с с 6( " .0 3 3 и Р , Я Цся)О В П О )3 ( ( 7 И Г ЕР Х Я СЗ "0 ус твойс;В Работ( е" (лец)чощим Об.- о мПри омсщи пцевмовакуумцой систег(ы )УОсси)Яо т ВОЗ; У).с;, - ; ЯОЛИВОГ П с(ЗР Тсвм Гс.3 ОМ ДО ЯТМО С(с)ар 30 ГО Д Я)ЗЛС, ЯЯ 1,) ,1 .%а), Затем в(г(1)ьваот крьппи 2 и при помощи ;евчаток 11 П 1)оВОДЯТ ГОДГОТОВ)ЛТЕЛЬЕ 33 Е 0 сЕРЯт:ИИ Б , опости баРокамеРЫ , сРл етом в ти.; Я,Е 4 зягр жяот садку. герметизи)уеГО (с)ьшкОЙ 5 и с ри Омс)пВл штока 65г опускают в стакан 2, При необходимо" сти в барокамере выполняют сварочные работы с помощью токоввода 16, Рябочее место освещают, используя токо- ввод 7.Материалы, используемые для нанесения покрытий, можно разделить по следующему принципу: материалы транспортного расплава и диффундирующие добавки, являющиеся элементами диффузионного слоя, образующегося на по - верхности изделия в процессе нанесения покрытия. К первым относятся легкоплавкие металлы Са, Ба,. Е, РЬ, Вд и др, Эти металлы или их смесь в расплавленном состоянии служат растворителем добавок и способствуют их диффузии из расплава к поверхности изделия, погруженного в расплав, Материалы второй группы - диффундирующие добавки - формируют покрытие н в зависимости от свойств последнего бывают самыми разнообразными. Это тугоплавкие Сг, 7, Мо, И и др; коррозионно-стойкие Т 1, Сг, М и др.; износостойкие Яь, В, нитридо-карбидообразующие Т 1, Сг; улучшаюцие элект" рические свойства Сц, Ая, Аи; декоративные Ая, Ац, ГС; используемые для медицинских целей Тп, Ро и т,д.Обрабатываемые изделия и наносимый материал (порошки никеля, алюминия) помещают в шлюз 9 (Фиг, 5),и внешний люк закрывают крьнпкой 29. При помощи пневмовакуумной системы и контроля по манометрам 20 и 21 барокамеру 1 и шлюз 9 очицают от воздуха и заполняют инертным газом (аргоном) до атмосферного давления 0,1 ИПа. Затем вскрывают крьппки 12 и при помощи перчаток 11 вручную открывают крьппку 30 внутреннего люка шлюза и переносят обрабатываемые изделия с наносимыми материалами в полость барокамеры, При помоци штока 6 вручную тигель 4 извлекают из стакана 2 и устанавливают на днице барокамеры. Обрабатываемое, иэделие н наносимые материалы загружают в тигель. Включают нагрев плавильного резервуара, находящегося вне камеры (не показан), и доводят в нем температуру до плавления материала. Расплавленный материал по трубопроводу 34 (фиг. 6) через Фильтр 36 заливают в тигель 4, после чего последний закрывают крышкой 5 (фиг, 3). Затем при помощи штока б тигель вручную опуска 6065 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ют в стакан 2 и герметизируют, После выполнения подготовительных работ с верстия с перчатками закрывают крышками 12, включают водоохлаждающую систему и нагрев электропечи 3. Контроль температуры процес а осуществляют с помоцью термопары 5. По окончании процесса нанесения покрытия тигель с садкой охлаждают до температуры 1,3 Т расплава и извлекают из стакана 2 при помощи штока 6. После разгрузки тигля 4 его заполняют оче редной садкой, вновь погружают ь стакан 2 и осуцествляют следующий цикл диффузионного насыщения, Полученные после первого цикла изделия переносят в смежное (состыкованное с предложенным) устройство через стыковочный люк 13 (Фиг. 2), где их очищают и подвергают нормялизуьщему отжигу.Для повышения чистоты наносимых покрытий используемые материалы могуг подвергаться плавлению в нагреваемой емкости 32, расположенной в барокамере 1, При этом материалы ванны вручную загружаются в емкость 32 и разогреваются до температуры плавления при помощи нагревателя 33. Загрязне-ния в виде шлака и окисной пленки всплывают на поверхность расплава, Щеткой вручную загрязнения удаляются с поверхности и утилизируются, Зеркало расплава является показателем сп тоты материалов ванны и атмосферы в объеме барокамеры. Чистый рясп;.ав переливают в ампулу (Фиг, 3) нгля Готовые иэделия после завершения д.;.зФузионного процесса нз тигля извлекают также вручную и вручную же освобождают ампулу от использованного расплава.После завершения процесса диффузионного насыцения электропечь 3 выключают н, когда тигель 4 остынет до температуры 1,3 Т расплава, выполняют разгрузочные операции в обратном порядке.Устройство позволяет получать широкий круг покрытий толщиной 3100 мкм. К ним относятся твердорастворные покрытия: драгметаллы Рг, РЙ, К, используемые кяк декаративные или антикоррозионные, эксплуатируемые во влажной окислнтельной среде, кяк повьыаюцие контактную электропровод- ность; металлы Сг, Т 1, А 1, И для придания жаропрочных свойств изделиям металлы В, Т 1, повьппающие износо 156 Об 15стойкость, а также сложные пскрыти.",образованные интерметаллическими соединениями Рй, 1 п, Я., Л 1 повышаютжаропрочность обрабатываемых иэделийв агрессивных средах,Устройство позволяет соьмещатьпроцессы нанесения покрытий с отжигом в специальной среде при этомновной объем барокамеры может освобождаться от технологической оснастки(размещаемой в стаканах), что облегчает проведение подготовительных работ в барокамере. шлюзование материалов повышает производительность устройства,Формула изобретения1. Устройство для нанесения диЪфузионных покрытий, содержащее барокамеру с герметичными перчатками и токовводами, пневмовакуумную систему и расположенный в барокамере тигель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических воэможностей путем совмецения процессов нанесения покрытий и отжига изделий в специальной среде повышения производительности и удобства эксплуатации, оно снабжено стаканами, соосно закрепленными на барокамере снизу и сверху, и герметичной крышкой со штоком, установленной на тигле, при этом тигель расположен концентрично в нижнем стакане, а в днище верхнего стакана выполнено отверстие с уплотнением, в котором размещен шток крьппки тигля,2, УстрЬйство по п, 1, о т л ии ю щ е е с я тем, что оно снабжено вакуумным шлюзом. дополнительным люком и устройством охлаждения и цир" куляции газов в барокамере. д 3. Устройство по и, 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что., с целью повышения безогасности обслуживания, оно снабжено установленным на барокамере сбросным клапаном и водоохлаж даемой рубашкой. Д 4 аЛигб Со ставитель И, Онуприенко Редактор Т, Лазоренко Техред И:Дидык 1(орректор О. 1(равцовЗака ираж 8 дпис 3 НИИПИ твенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгоро 1 ро Гагарина, 1 О Гос.ударственного комитет 113035, Иосква, 1560 б 153 Р о изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР35, Раушская наб., д. 4/5