Устройство для электровзрывного нанесения металлических покрытий на контактную поверхность

Полезная модель относится к устройству для нанесения покрытий на металлические поверхности в технологиях импульсного электровзрывного нанесения покрытий из различных металлов, и в частности, может быть использовано в резинотехническом производстве для покрытия внутренних поверхностей прессформ. Техническим результатом изобретения является то, что устройство позволяет осуществлять качественное металлическое покрытие на внутренней контактной поверхности сложной конфигурации, в частности, тороидальной формы, за счет однородного и равномерного напыления высокоскоростного диспергированного металла с необходимой адгезией. Устройство для электровзрывного нанесения металлических покрытий на контактную поверхность, содержащее токопроводящие электроды, разрядную камеру и взрывающийся проводник, взрывающийся проводник выполнен в виде кольца из проволоки, установленного внутри разрядной камеры с контактной поверхностью тороидальной формы на ее центральной кольцевой линии посредством центрирующих звездочек, выполненных из диэлектрического материала, причем, токопроводящие электроды выполнены в виде изолированных стержней, установленных с диаметрально противоположных сторон взрывающегося проводника и соединенных с ним надежным электрическим контактом, при этом разрядная камера вакуумирована.

Полезная модель относится к устройству для нанесения покрытий на металлические поверхности в технологиях импульсного электровзрывного нанесения покрытий из различных металлов, и, в частности, может быть использовано в резинотехническом производстве для покрытия внутренних поверхностей прессформ.

Известен способ электровзрывного нанесения металлических покрытий на контактные поверхности (Патент РФ 2422555, кл. С23С 4/12, С23С 24/08, опубл. 27.06.2011), включающий формирование импульсной многофазной плазменной струи продуктов электрического взрыва проводников и воздействие ею на контактную поверхность, причем воздействие на контактную поверхность осуществляют в вакууме при нагреве поверхности до температуры плавления материала с формированием на ней рельефа покрытия.

Недостатком этого способа является обязательное формирование многофазной плазменной струи с использованием плазменного ускорителя.

Наиболее близким из известных технических решений является устройство для электровзрывного нанесения металлических покрытый на контактные поверхности (Патент РФ 115359, кл. С23С 4/12, С23С 24/08, опубл. 27.04.2012), содержащее систему токопроводящих электродов, включающую внутренний и внешний электроды, разделенные изолятором, разрядную камеру с соплом и взрывающийся проводник из фольги, причем, взрывающийся проводник выполнен в виде усеченного конуса, поверхность которого расположена ортогонально внутренней поверхности разрядной камеры, а торцевая поверхность изолятора сопряжена с поверхностью взрывающегося проводника, при этом внутренний и внешний электроды имеют кольцевые фланцы с фасками, выполненные заодно целое.

Недостатком известного технического решения является то, что при использовании данного устройства не возможно осуществление нанесения покрытия на внутренней поверхности сложной конфигурации обрабатываемой детали, например, полости тороидальной формы.

Техническим результатом является то, что устройство позволяет осуществлять качественное металлическое покрытие на внутренней контактной поверхности сложной конфигурации, в частности, тороидальной формы, за счет однородного и равномерного напыления высокоскоростного диспергированного металла с необходимой адгезией.

Поставленный технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве для электровзрывного нанесения металлических покрытий на контактную поверхность, содержащем токопроводящие электроды, разрядную камеру и взрывающийся проводник, взрывающийся проводник выполнен в виде кольца из проволоки, установленного внутри разрядной камеры с контактной поверхностью тороидальной формы на ее центральной кольцевой линии посредством центрирующих звездочек, выполненных из диэлектрического материала, причем, токопроводящие электроды выполнены в виде изолированных стержней, установленных с диаметрально противоположных сторон взрывающегося проводника и соединенных с ним надежным электрическим контактом, при этом разрядная камера вакуумирована.

Применение взрывающегося проводника, выполненного в виде кольца из проволоки, позволяет сформировать поток высокоскоростных микрочастиц диспергированного металла, направление движения которых перпендикулярно к поверхности разрядной камеры тороидальной формы, тем самым обеспечивается однородность напыления.

Размещение взрывающегося проводника, выполненного в виде кольца из проволоки, внутри разрядной камеры тороидальной формы на ее центральной кольцевой линии обеспечивает симметричное расположение взрывающегося проводника и разрядной камеры относительно друг друга, тем самым обеспечивается равномерность напыления.

Наличие центрирующих звездочек обеспечивает установку взрывающегося проводника, выполненного в виде кольца из проволоки, на центральной кольцевой линии разрядной камеры тороидальной формы, тем самым обеспечивается равномерность напыления.

Размещение токопроводящих электродов, в виде изолированных стержней, с диаметрально противоположных сторон взрывающегося проводника, выполненного в виде проволочного кольца, обеспечивает идентичность условий протекания электрического разряда и взрыва по каждому из получаемых проволочных полуколец, одновременные их взрыв и диспергирование, тем самым обеспечивается однородность напыления.

Создание вакуума внутри разрядной камеры способствует предотвращению окисления продуктов взрыва, что обеспечивает качественную адгезию.

Сущность полезной модели устройства для электровзрывного нанесения металлического покрытия на внутреннюю контактную поверхность разрядной камеры тороидальной формы поясняется чертежами, где на фиг.1 показано устройство в собранном виде; на фиг.2 представлены взрывающийся проводник, выполненный в виде кольца из проволоки, которое установлено внутри разрядной камеры тороидальной формы (показано в разрезе) на ее центральной кольцевой линии посредством центрирующих звездочек, и токопроводящие электроды, выполненные в виде изолированных стержней, установленные с диаметрально противоположных сторон и соединенные надежным электрическим контактом с взрывающимся проводником; на фиг.3 - вид сверху без верхней части; на фиг.4 показана центрирующая звездочка в разрядной камере.

Взрывающийся проводник 1, выполненный в виде кольца из проволоки, соединен надежным электрическим контактом с токопроводящими электродами 2, в виде изолированных стержней, расположенными с диаметрально противоположных сторон взрывающегося проводника 1. Такое расположение изолированных электродов 2 в виде стержней обеспечивает разделение взрывающегося проводника 1 на два проволочных полукольца, электрически соединенных параллельно. Взрывающийся проводник 1 установлен внутри разрядной камеры 3 тороидальной формы на ее центральной кольцевой линии посредством центрирующих звездочек 4, выполненных из диэлектрического материала. Через канал 5 осуществляется вакуумирование разрядной камеры, которая образуется смыканием верхней 6 и нижней 7 плитами.

Устройство работает следующим образом. Предварительно разрядная камера 3 тороидальной формы вакуумируется через канал 5. При подаче высокого напряжения на токопроводящие электроды 2 в виде изолированных стержней, возникает ток разряда, протекающий по взрывающемуся проводнику 1. В силу того, что взрывающийся проводник 1 разделен на два проволочных полукольца, электрически соединенных параллельно, процессы их электрического взрыва являются одновременными и идентичными друг другу. В процессе взрыва осуществляется эффективное диспергирование металла взрывающегося проводника 1, в результате чего достигается однородность образующихся продуктов взрыва, разлетающихся в направлении от центральной кольцевой линии разрядной камеры 3 тороидальной формы перпендикулярно к ее внутренней контактной поверхности, что влечет за собой образование однородного и равномерного металлического покрытия. В качества источника высокого напряжения используется генератор импульсных токов конденсаторного типа (на чертежах не показан).

Таким образом, применение данного устройства обеспечивает осуществление качественного металлического покрытия на внутренних контактных поверхностей сложной конфигурации, в частности, тороидальной формы, за счет однородного и равномерного напыления высокоскоростного диспергированного металла с необходимой адгезией.

Устройство для электровзрывного нанесения металлических покрытий на контактную поверхность, содержащее токопроводящие электроды, разрядную камеру и взрывающийся проводник, отличающееся тем, что взрывающийся проводник выполнен в виде кольца из проволоки, установленного внутри разрядной камеры с контактной поверхностью тороидальной формы на ее центральной кольцевой линии посредством центрирующих звездочек, выполненных из диэлектрического материала, причем токопроводящие электроды выполнены в виде изолированных стержней, установленных с диаметрально противоположных сторон взрывающегося проводника с электрическим контактом с ним, при этом разрядная камера вакуумирована.