Устройство для нанесения износостойких покрытий на металлические изделия

Полезная модель используется для создания твердых износостойких покрытий на металлических изделиях, применяемых в машиностроении.

Полезная модель направлена на повышение качества износостойкого покрытия за счет уменьшения неравномерности толщины покрытия.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для нанесения износостойких покрытий на металлические изделия содержит рабочую камеру с патрубком подачи наносимого вещества и вспомогательной жидкости в рабочую камеру, емкостей для наносимого вещества и вспомогательной жидкости, лазер с фокусирующей системой на входе рабочей камеры, термостол со сферической выемкой, электроды, размещенные на уровне сферической выемки термостола, при этом выход рабочей камеры выполнен в виде сопла, направленного на покрываемую поверхность изделия. 2 илл.

Полезная модель используется для создания твердых износостойких покрытий на металлических изделиях, применяемых в машиностроении.

Известно устройство для нанесения металлического покрытия, содержащее емкость для наносимого вещества, источник вспомогательного вещества, рабочую камеру с раструбом и патрубком подачи наносимого и вспомогательного веществ (Хасуй А. Техника напыления. - М.: Машиностроение, 1975. С.13-14.)

Недостатком известного устройства является неравномерная толщина покрытия на поверхности изделия, обусловленная быстрым охлаждением частиц расплавленного наносимого металла в струе сжатого воздуха, используемого в качестве вспомогательного вещества.

Наиболее близким техническим решением является устройство для нанесения металлического покрытия содержащее емкость для наносимого вещества, источник вспомогательного вещества, рабочую камеру с раструбом и патрубком подачи наносимого и вспомогательного веществ, термостол с выемкой для размещения капли наносимого и вспомогательного веществ, электроды, смонтированные над уровнем термостола по обе стороны его выемки, и лазером, оптическая ось фокусирующей системы которого совпадает с осью раструба (А.С. 1031524, кл. B05B 7/22, 1983 г.).

Недостатком известного устройства является неравномерная толщина покрытия на поверхности изделия. Выход рабочей камеры выполнен в виде раструба, который не обеспечивает достаточную равномерность нанесения металлического покрытия по площади изделия. Это приводит к разнотолщинности покрытия, что сказывается на качестве последнего.

Полезная модель направлена на повышение качества износостойкого покрытия за счет уменьшения неравномерности толщины покрытия.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для нанесения износостойких покрытий на металлические изделия содержит рабочую камеру с патрубком подачи наносимого вещества и вспомогательной жидкости, емкостей для наносимого вещества и вспомогательной жидкости, лазер с фокусирующей системой на входе рабочей камеры, термостол со сферической выемкой, электроды, размещенные на уровне сферической выемки термостола, при этом выход рабочей камеры выполнен в виде сопла, направленного на покрываемую поверхность изделия. На фиг.1 показан общий вид устройства в разрезе, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Устройство содержит рабочую камеру 1 с патрубком 2 подачи наносимого вещества и вспомогательной жидкости в рабочую камеру, емкости 3 для наносимого вещества, емкости 4 для вспомогательной жидкости, вентили 5, лазер 6 на входе рабочей камеры с фокусирующей системой 7, оптическая ось которой совпадает с осью рабочей камеры. Под патрубком 2, соосно с ним, в рабочей камере 1 установлен термостол 8, имеющий на торцевой поверхности сферическую выемку для удержания капли 9 суспензии из рабочего вещества и вспомогательной жидкости. По обе стороны термостола, на уровне сферической выемки, размещены электроды 10. Выход рабочей камеры 1 выполнен в виде сопла 11, выход которого направлен перпендикулярно на покрываемую поверхность металлического изделия 12.

Устройство работает следующим образом.

Металлическое изделие 12 располагают перпендикулярно выходу рабочей камеры 1. Заполняют емкости 3 и 4 рабочим веществом и вспомогательной жидкостью соответственно. Открывают вентили 5, в патрубке 2 происходит перемешивание рабочего вещества (мелкодисперсный металлический порошок из износостойкого материала) и вспомогательной жидкости с образованием суспензии, которая подается по нему в рабочую камеру. Капля суспензии 9 попадает на сферическую выемку на торцевой поверхности термостола, расположенного соосно под патрубком. Термостол обеспечивает нагрев наносимого вещества до заданной температуры. Сферическая выемка на торцевой поверхности термостола служит для удерживания на нем капли суспензии из наносимого вещества и вспомогательной жидкости. Одновременно с открытием вентилей включают лазер 6, луч которого через фокусирующую систему 7 вводится в рабочую камеру и фокусируется на капле суспензии, находящейся в сферической выемке. При нагреве жидкость в капле суспензии начинает испаряться, а капля приобретает сферическую форму. Под действием сфокусированного на капле луча лазера, капля взрывается, замыкая при этом межэлектродный промежуток электродов 10. Продукты взрыва за счет электрического разряда приобретают дополнительную энергию и направляются в сопло 11. В сопле происходит «фокусировка» выходящих из камеры продуктов взрыва с наносимым рабочим веществом и стабилизация скорости выхода «струи». Перемещая изделие относительно выхода из сопла с определенной скоростью, происходит нанесение износостойкого покрытия на его поверхность.

Применение сопла в предлагаемом устройстве позволяет наносить покрытие на поверхность металлического изделия более сфокусировано и с равномерной скоростью нанесения, что обеспечивает уменьшение неравномерности толщины покрытия на единицу площади изделия на 10-12% в сравнении с прототипом и приводит к повышению качества износостойкого покрытия.

Устройство для нанесения износостойких покрытий на металлические изделия, содержащее рабочую камеру с патрубком подачи в нее наносимого вещества и вспомогательной жидкости, емкости для наносимого вещества и вспомогательной жидкости, вентили, лазер с фокусирующей системой на входе рабочей камеры, термостол и электроды, отличающееся тем, что выход рабочей камеры выполнен в виде сопла.