Плазмамен қаптау: жабдық және технологиялық технология

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 10:33

Материалдық инженерлер үшін плазмалық жабынның тиімділігі мен мәселелері өте өткір. Бұл технологияның арқасында жоғары жүктелген бөлшектер мен тораптардың қызмет ету мерзімін және сенімділігін айтарлықтай арттырып қана қоймай, сонымен қатар жүз пайыз тозған және жойылған өнімдерді қалпына келтіруге болады.

Технологиялық процеске плазмалық жабынды енгізу машина жасау өнімдерінің бәсекеге қабілеттілігін айтарлықтай арттырады. Процесс принципті түрде жаңа емес және ұзақ уақыт бойы қолданылып келеді. Бірақ ол өзінің технологиялық мүмкіндіктерін үнемі жетілдіріп, кеңейтіп отырады.

Жалпы ережелер

Плазма - иондалған газ. Газ молекулаларына электрлік, жылулық немесе механикалық әсер ету нәтижесінде плазманы әртүрлі әдістермен алуға болатыны сенімді. Оның пайда болуы үшін оң атомдардан теріс зарядталған электрондарды жұлып алу керек.

Кейбір дереккөздерден таба аласызплазманың қатты, сұйық және газ тәрізді заттармен бірге төртінші агрегаттық күйі екендігі туралы ақпарат. Иондалған газдың бірқатар пайдалы қасиеттері бар және ғылым мен техниканың көптеген салаларында қолданылады: циклдік жүктемелерді бастан кешіретін ауыр жүктелген өнімдерді қалпына келтіру және қатайту мақсатында металдар мен қорытпалардың плазмалық бетін жабу, диффузиялық қанықтыру үшін жарқырау разрядында ион-плазмалық нитрлеу. және бөлшектердің беттерін қатайту, химиялық процестерді жүзеге асыру үшін.принка (электроника өндірісінің технологиясында қолданылады).

Жұмысқа дайындық

Бетті жабуды бастамас бұрын жабдықты реттеу керек. Анықтамалық деректерге сәйкес оттық саптамасының бұйымның бетіне дұрыс көлбеу бұрышын таңдау және орнату, оттық ұшынан бөлікке дейінгі қашықтықты туралау қажет (ол 5-тен 8-ге дейін болуы керек). миллиметр) және сымды салыңыз (егер сым материалы жабын болса).

Егер қаптау саптаманың көлденең бағытта ауытқуы арқылы жүзеге асырылатын болса, онда дәнекерлеу тігісінің ауытқу амплитудаларының шеткі нүктелерінің арасында дәл ортасында болатындай етіп басын орнату қажет. бас. Сондай-ақ бастың тербелмелі қозғалыстарының жиілігі мен шамасын белгілейтін механизмді реттеу қажет.

Плазмалық доғамен қаптау технологиясы

Бетті жабу процесі өте қарапайым және оны кез келген тәжірибелі дәнекерлеуші сәтті орындай алады. Дегенмен, ол талап етедімаксималды концентрация мен зейіннің орындаушысы. Әйтпесе, дайындаманы оңай бүлдіріп алуыңыз мүмкін.

Жұмысшы газды иондау үшін күшті доғалық разряд қолданылады. Оң зарядталған атомдардан теріс электрондардың ажырауы жұмыс газ қоспасының ағынына электр доғасының жылу әсерінен жүзеге асырылады. Дегенмен, бірқатар жағдайларда ағын тек термиялық ионданудың әсерінен ғана емес, сонымен қатар күшті электр өрісінің әсерінен де мүмкін болады.

Газ 20-25 атмосфера қысымымен беріледі. Оның ионизациясы үшін шамамен 500 ампер токпен 120-160 вольт кернеу қажет. Оң зарядталған иондарды магнит өрісі басып алып, катодқа қарай асығады. Элементар бөлшектердің жылдамдығы мен кинетикалық энергиясы соншалық, олар металмен соқтығысқанда, олар оған орасан зор температураны бере алады - +10 … +18 000 градус Цельсий. Бұл жағдайда иондар секундына 15 километрге дейін (!) жылдамдықпен қозғалады. Плазмалық жабын қондырғысы «плазмалық алау» деп аталатын арнайы құрылғымен жабдықталған. Дәл осы түйін газдың иондалуына және элементар бөлшектердің бағытталған ағынын алуға жауап береді.

Доғаның күші негізгі материалдың еруін болдырмайтындай болуы керек. Бұл ретте диффузиялық процестерді белсендіру үшін өнімнің температурасы мүмкіндігінше жоғары болуы керек. Осылайша, температура темір-цементит диаграммасындағы ликвидация сызығына жақындауы керек.

Арнайы құрамдағы жұқа ұнтақ немесе электрод сымы жоғары температуралы плазма ағынына беріледі, онда материалериді. Сұйық күйде жабын қатайтылған бетке түседі.

Плазма бүрку

Плазмалық бүркуді жүзеге асыру үшін плазма ағынының жылдамдығын айтарлықтай арттыру қажет. Бұған кернеу мен токты реттеу арқылы қол жеткізуге болады. Параметрлер эмпирикалық түрде таңдалады.

Плазмамен бүркуге арналған материалдар - отқа төзімді металдар мен химиялық қосылыстар: вольфрам, тантал, титан, боридтер, силицидтер, магний оксиді және алюминий оксиді.

Дәнекерлеумен салыстырғанда бүркудің сөзсіз артықшылығы - бірнеше микрометрлер бойынша ең жұқа қабаттарды алу мүмкіндігі.

Бұл технология қатайтуға арналған кесетін токарлық және фрезерлеуге арналған ауыстырылатын карбидті қондырмаларды, сондай-ақ шүмектерді, бұрғыларды, раковиналарды, ойықтарды және басқа құралдарды фрезерлеу үшін қолданылады.

Ашық плазмалық ағынды алу

Бұл жағдайда дайындаманың өзі материалды плазмамен тұндыратын анод қызметін атқарады. Бұл өңдеу әдісінің айқын кемшілігі - құрылымдық өзгерістерге және жағымсыз салдарға әкелуі мүмкін беттің және бөліктің бүкіл көлемінің қызуы: жұмсарту, сынғыштықты арттыру және т.б.

Жабық плазмалық ағын

Бұл жағдайда газ оттығы, дәлірек айтсақ, оның шүмегі анод қызметін атқарады. Бұл әдіс бөлшектердің өнімділігін қалпына келтіру және жақсарту мақсатында плазмалық-ұнтақты жабу үшін қолданыладымашина түйіндері. Бұл технология ауылшаруашылық техникасы саласында ерекше танымалдыққа ие болды.

Плазмалық қаптаманың артықшылықтары

Негізгі артықшылықтардың бірі материалдың бастапқы құрылымына температураның әсерін азайтатын жылу энергиясының шағын аумақта шоғырлануы болып табылады.

Процесс жақсы басқарылады. Қажет болса және тиісті жабдық параметрлері болса, беткі қабат миллиметрдің бірнеше оннан екі миллиметрге дейін өзгеруі мүмкін. Бақыланатын қабатты алу мүмкіндігі қазіргі уақытта әсіресе өзекті болып табылады, өйткені ол өңдеудің экономикалық тиімділігін айтарлықтай арттыруға және болаттан жасалған бұйымдар беттерінің оңтайлы қасиеттерін (қаттылығы, коррозияға төзімділігі, тозуға төзімділігі және басқалары) алуға мүмкіндік береді.

Тағы бір кем емес артықшылығы - плазмалық дәнекерлеуді және әртүрлі материалдарды: мыс, жез, қола, асыл металдар, сондай-ақ бейметалдарды қаптау мүмкіндігі. Дәстүрлі дәнекерлеу әдістері мұны әрқашан жасай алмайды.

Қатты қаптау жабдығы

Плазма ұнтағын жабуға арналған қондырғы дроссельді, осцилляторды, плазмалық алауды және қуат көздерін қамтиды. Сондай-ақ ол металл ұнтағы түйіршіктерін жұмыс аймағына автоматты түрде беру құрылғысымен және тұрақты су айналымы бар салқындату жүйесімен жабдықталуы керек.

Плазманы қатты қаптауға арналған қуат көздері қатаң талаптарға сай болуы керектұрақтылық пен сенімділік. Дәнекерлеу трансформаторлары бұл рөлді жақсы орындайды.

Ұнтақты материалдарды металл бетке жағу кезінде біріктірілген доға деп аталатын әдіс қолданылады. Ашық және жабық плазмалық ағындар бір уақытта қолданылады. Бұл доғалардың қуатын реттеу арқылы дайындаманың ену тереңдігін өзгертуге болады. Оңтайлы жағдайларда өнімдердің деформациясы пайда болмайды. Бұл дәл инженерлік бөлшектер мен жинақтарды өндіруде маңызды.

Материалды беру құрылғысы

Металл ұнтағы арнайы құрылғы арқылы мөлшерленіп, балқу аймағына беріледі. Фидердің механизмі немесе жұмыс істеу принципі келесідей: ротордың қалақтары ұнтақты газ ағынына итереді, бөлшектер қызады және өңделген бетке жабысады. Ұнтақ бөлек саптама арқылы беріледі. Газ оттығында барлығы үш саптама орнатылған: плазманы беру үшін, жұмыс ұнтағын беру үшін және қорғаныс газы үшін.

Сым қолдансаңыз, доғалық дәнекерлеу машинасының стандартты беру механизмін қолданған жөн.

Бетті дайындау

Плазмамен қаптау және материалдарды шашырату алдында бетті май дақтары мен басқа ластаушы заттардан мұқият тазалау керек. Егер кәдімгі дәнекерлеу кезінде қосылыстарды тот пен қақтан тек өрескел, бетін тазалауға рұқсат етілсе, онда газ плазмасымен жұмыс істегенде дайындаманың беті мінсіз (мүмкіндігінше) таза, бөгде қоспаларсыз болуы керек. Ең жұқа оксидті пленка қабілеттіқатты қаптау мен негізгі метал арасындағы адгезиялық әрекеттесуді айтарлықтай әлсіретеді.

Бетті төсеуге дайындау үшін металлдың елеусіз беткі қабатын кесу арқылы өңдеу, содан кейін майсыздандыру арқылы алу ұсынылады. Бөлшектің өлшемдері рұқсат етсе, беттерді ультрадыбыстық ваннада жуып, тазалау ұсынылады.

Металл жабынының маңызды ерекшеліктері

Плазмамен қаптаудың бірнеше нұсқасы мен әдістері бар. Сымды төсеу үшін материал ретінде пайдалану ұнтақтармен салыстырғанда процестің өнімділігін айтарлықтай арттырады. Бұл электродтың (сымның) анод рөлін атқаруымен байланысты, бұл тұндырылған материалды әлдеқайда жылдам қыздыруға ықпал етеді, яғни ол өңдеу режимдерін жоғары қарай реттеуге мүмкіндік береді.

Алайда жабынның сапасы мен адгезия қасиеттері ұнтақ қоспаларының жағында екені анық. Жұқа металл бөлшектерін пайдалану бетінде кез келген қалыңдықтағы біркелкі қабат алуға мүмкіндік береді.

Бетті жабатын ұнтақ

Нәтижедегі беттердің сапасы мен тозуға төзімділігі тұрғысынан ұнтақ жабындысын қолдану қолайлы, сондықтан өндірісте ұнтақ қоспалары көбірек қолданылуда. Ұнтақ қоспасының дәстүрлі құрамы кобальт пен никель бөлшектері болып табылады. Бұл металдардың қорытпасы жақсы механикалық қасиеттерге ие. Мұндай композициямен өңделгеннен кейін бөліктің беті мінсіз тегіс болып қалады және оны механикалық өңдеу мен бұзушылықтарды жоюдың қажеті жоқ. Ұнтақ бөлшектерінің үлесі небәрі бірнеше микрометрді құрайды.