RU124908U1

RU124908U1 - DEVICE FOR ELECTRIC EXPLOSION APPLICATION OF METAL COATINGS ON THE CONTACT SURFACE

Info

Publication number: RU124908U1
Application number: RU2012135743/02U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Леонидович Суркаев; Михаил Маркович Кумыш; Василий Иванович Усачев
Priority date: 2012-08-20
Filing date: 2012-08-20
Publication date: 2013-02-20

Abstract

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.A device for electroexplosive deposition of metal coatings on a contact surface containing conductive electrodes, a discharge chamber and an exploding conductor, characterized in that the exploding conductor is made in the form of a ring of wire mounted inside the discharge chamber with a contact surface of a toroidal shape on its central ring line by centering sprockets made of dielectric material, and the conductive electrodes made in the form of insulated rods, set nnyh from diametrically opposite sides of the exploding conductor with an electric contact with it, wherein the discharge chamber is evacuated.

Description

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.The invention relates to a device for coating metal surfaces in technologies of pulsed electric explosive coating of various metals, and, in particular, can be used in the rubber industry for coating the inner surfaces of molds.

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.A known method of electric explosive deposition of metal coatings on contact surfaces (RF Patent No. 2422555, class C23C 4/12, C23C 24/08, publ. 06/27/2011), including the formation of a pulsed multiphase plasma jet of electric explosion products of conductors and its impact on contact surface, and the impact on the contact surface is carried out in vacuum when the surface is heated to the melting temperature of the material with the formation of a coating relief on it.

Недостатком этого способа является обязательное формирование многофазной плазменной струи с использованием плазменного ускорителя.The disadvantage of this method is the mandatory formation of a multiphase plasma jet using a plasma accelerator.

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.The closest known technical solutions is a device for electric explosive deposition of metal coated on contact surfaces (RF Patent No. 115359, class C23C 4/12, C23C 24/08, publ. 04/27/2012), containing a system of conductive electrodes, including internal and external electrodes separated by an insulator, a discharge chamber with a nozzle and an exploding foil conductor, moreover, the exploding conductor is made in the form of a truncated cone, the surface of which is located orthogonal to the inner surface of the discharge chamber, and the ends the insulator’s surface is conjugated with the surface of the exploding conductor, while the inner and outer electrodes have annular flanges with chamfers made integrally.

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.A disadvantage of the known technical solution is that when using this device it is not possible to coat on the inner surface of a complex configuration of the workpiece, for example, a cavity of a toroidal shape.

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.The technical result is that the device allows for a high-quality metal coating on the internal contact surface of a complex configuration, in particular, a toroidal shape, due to the uniform and uniform spraying of a high-speed dispersed metal with the necessary adhesion.

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.The technical result is achieved by the fact that in the proposed device for electric explosive deposition of metal coatings on the contact surface containing conductive electrodes, a discharge chamber and an exploding conductor, the exploding conductor is made in the form of a ring of wire mounted inside the discharge chamber with a contact surface of a toroidal shape on its central ring line through centering sprockets made of dielectric material, moreover, conductive electrodes made in the form of insulated rods mounted on diametrically opposite sides of the exploding conductor and connected to it by a reliable electrical contact, while the discharge chamber is evacuated.

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.The use of an exploding conductor, made in the form of a ring of wire, allows you to form a stream of high-speed microparticles of dispersed metal, the direction of movement of which is perpendicular to the surface of the discharge chamber of a toroidal shape, thereby ensuring uniformity of spraying.

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.The placement of the exploding conductor, made in the form of a ring of wire, inside the toroidal discharge chamber on its central annular line provides a symmetrical arrangement of the exploding conductor and the discharge chamber relative to each other, thereby ensuring uniformity of sputtering.

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.The presence of centering sprockets allows the installation of an exploding conductor, made in the form of a ring of wire, on the central annular line of the toroidal discharge chamber, thereby ensuring uniformity of spraying.

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.The placement of conductive electrodes in the form of insulated rods on the diametrically opposite sides of the exploding conductor, made in the form of a wire ring, ensures that the conditions for the flow of electric discharge and explosion are identical for each of the obtained half-rings, their simultaneous explosion and dispersion, thereby ensuring uniformity of spraying.

Создание вакуума внутри разрядной камеры способствует предотвращению окисления продуктов взрыва, что обеспечивает качественную адгезию.The creation of a vacuum inside the discharge chamber helps to prevent oxidation of the explosion products, which ensures high-quality adhesion.

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.The essence of the utility model of the device for electric explosive deposition of a metal coating on the inner contact surface of the discharge chamber of a toroidal shape is illustrated by drawings, where figure 1 shows the device in assembled form; figure 2 presents an exploding conductor, made in the form of a ring of wire, which is installed inside the discharge chamber of a toroidal shape (shown in section) on its central annular line by means of centering sprockets, and conductive electrodes made in the form of insulated rods installed with diametrically opposite sides and connected by a reliable electrical contact with an exploding conductor; figure 3 is a top view without the upper part; figure 4 shows the centering sprocket in the discharge chamber.

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.The exploding conductor 1, made in the form of a ring of wire, is connected by a reliable electrical contact with the conductive electrodes 2, in the form of insulated rods located on the diametrically opposite sides of the exploding conductor 1. This arrangement of insulated electrodes 2 in the form of rods ensures the separation of the exploding conductor 1 into two wire half rings electrically connected in parallel. An exploding conductor 1 is installed inside the discharge chamber 3 of a toroidal shape on its central annular line by means of centering sprockets 4 made of dielectric material. Through channel 5, the discharge chamber is evacuated, which is formed by closing the upper 6 and lower 7 plates.

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).The device operates as follows. A preliminary discharge chamber 3 of a toroidal shape is evacuated through channel 5. When a high voltage is applied to the conductive electrodes 2 in the form of insulated rods, a discharge current flows through the exploding conductor 1. Due to the fact that the exploding conductor 1 is divided into two half-wire electrically connected in parallel, the processes of their electric explosion are simultaneous and identical to each other. During the explosion, the metal of the exploding conductor 1 is efficiently dispersed, as a result of which the explosion products formed are uniform, scattering in the direction from the central annular line of the toroidal discharge chamber 3 perpendicular to its internal contact surface, which leads to the formation of a uniform and uniform metal coating. A capacitor-type pulsed current generator (not shown in the drawings) is used as a high-voltage source.

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.Thus, the use of this device ensures the implementation of high-quality metal coatings on the internal contact surfaces of a complex configuration, in particular, a toroidal shape, due to the uniform and uniform deposition of a high-speed dispersed metal with the necessary adhesion.

Claims

A device for electroexplosive deposition of metal coatings on a contact surface containing conductive electrodes, a discharge chamber and an exploding conductor, characterized in that the exploding conductor is made in the form of a ring of wire mounted inside the discharge chamber with a contact surface of a toroidal shape on its central annular line by centering sprockets made of dielectric material, and the conductive electrodes made in the form of insulated rods, set nnyh from diametrically opposite sides of the exploding conductor with an electric contact with it, wherein the discharge chamber is evacuated.