Вакуумная установка для нанесения устойчивых упрочняющих покрытий
Сторонней организацией был произведен капитальный ремонт и запущена в работу вакуумная установка ВУ-2МБС. После чего мы возобновили нанесение тонкостенного упрочняющего покрытия нитрида титана на твердосплавные пластины марки Т5К10 и режущий инструмент (сверла, зенкера, фрезы) из быстрорежущей стали Р6М5. После проведения анализа было выявлено, что на данный момент используются более стойкие покрытия (увеличение стойкости в несколько раз, например, нитрид алюминия-титана).
Технологический процесс состоит:
- Промывка инструмента в ультразвуковой ванне
- Обезжиривание и обезвоживание инструмента в ручную.
- Загрузка в камеру (чистка и осаждение).
На данный момент у нас нет подробной технологии осаждения, все работы проводятся методом «проб и ошибок». Также при работе установки дуговые испарители работают не стабильно (установлено два испарителя боковой с подачей азота в камеру и верхний).
В связи с этим просим рассмотреть возможность разработки подробной технологии (подготовка инструмента, режимы и контроль, а также проведение замеров на специальном оборудовании толщины тонкостенного покрытия) по упрочнению с применением более стойких покрытий и предложений по возможности модернизации нашей установки для данной технологии. По возможности сократить участие в процессе оператора. Также рассмотреть возможность приезда Ваших специалистов для настройки существующей установки с заменой неисправных узлов, составлением дефектной ведомости. После приобретения Нами необходимых деталей установка и настройка.
На Ваш запрос сообщаем, что имеющиеся вакуумные установки не только моделей ВУ-2МБС, но и другие не обеспечивают реализацию устойчивых технологий нанесения упрочняющих покрытий.
Формирование покрытий с применением электро-дуговых источников определяется в основном следующими параметрами технологического процесса:
- ток дуги,
- приложенное напряжение,
- давление,
- поток технологического газа,
- температура,
- уровень очистки поверхности и др.
Эффективность, повторяемость результатов от цикла к циклу будет достижима в том случае, когда установленные параметры будут неизменны в каждую единицу времени всего технологического процесса. Однако, вследствие того, что данный метод (электро-дуговое испарение) относится к нестационарным процессам (износ катода, сорбционные явления, изменения параметров откачки и др.) покрытия от цикла к циклу не имеют повторяемости по физико-механическим свойствам и «нестихиометричны» по составу.
Изготовленные вакуумные установки, не только ВУ-2МБС, но других моделей не учитывают этих особенностей, вследствие чего ограничивают свое эффективное применение.
Предлагаемый объем модернизации вакуумной установки учитывает эти особенности и предусматривает:
- Вначале проводить очистку изделий ионами газа аргона, а далее в зависимости от изделий ионами материала катода. Для этих целей предлагается применить дополнительно ионные источники с энергией ионов порядка 0-350 эВ, которые работают как в режиме очистки, так и ассистирования, тем самым формируются покрытия с высокой адгезией и плотностью.
- Применение системы анализа плазмы и управления технологического газа решает задачи получения покрытий «стехиометричных» по составу.
- Применение источников плазмы с импульсными блоками питания существенно снижают «капельную» фазу в покрытиях и возможность получения большей энергии плазмы.
- Решение вопроса по автоматизации установки исключает вмешательство оператора на технологический процесс получения покрытий.
На основании изложенных выше предложений модернизация включает в себя:
- Доработка вакуумной камеры с целью введения необходимых фланцев для монтажа датчиков.
- Доработка системы гидравлической.
- Изготовление, монтаж двух ионных источников с блоками питания импульсными.
- Изготовление двух источников плазмы с блоками питания импульсными.
- Применение прибора контроля температуры.
- Изготовление системы анализа плазмы и управления потоками технологического газа
- Изготовление системы питания и управления установкой с применением технологических контроллеров, обеспечивающих работу установки в автоматическом режиме.
- Комплектация установки прибором для контроля физико-механических свойств (адгезии, толщины покрытий).
Срок модернизации составляет 5-6 месяцев. В объем модернизации входят также работы по пуску, наладке оборудования и обучению персонала.
Также см.: