RU2069131C1

RU2069131C1 - Device for plasma treatment of articles

Info

Publication number: RU2069131C1
Application number: RU95104497A
Authority: RU
Inventors: М.-Э.Х. Исакаев; А.С. Тюфтяев; А.А. Троицкий; А.Э. Яблонский
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью "АГНИ"
Priority date: 1995-03-28
Filing date: 1995-03-28
Publication date: 1996-11-20
Also published as: RU95104497A

Abstract

FIELD: plasma treatment; surface hardening and tempering of metals and alloys. SUBSTANCE: plasma generator for treatment of metals and alloys has working gas supply system, insulator and electrodes one of which is output electrode 4 provided with inner channel. Plasma generator has working gas flow converter 5 connected with output electrode 4 and forming, together with electrode, variable section internal channel. End face surface 6 of gas flow converter is made to suit surface of article to be treated. Plasma generator provides uniform hardening of article. EFFECT: increased efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к плазменной обработке изделия, в частности, к устройствам для плазменной поверхностной закалки и отпуска металлов и сплавов. The invention relates to plasma processing of a product, in particular, to devices for plasma surface hardening and tempering of metals and alloys.

Известно устройство для плазменной поверхностной закалки [1] плазмотроном с секционированной межэлектродной вставкой. A device for plasma surface hardening [1] a plasmatron with a sectioned interelectrode insert.

Недостатком известного устройства является малая ширина закаливаемой за один проход зоны. При многопроходной же закалке наблюдается существенная неоднородность обработанной поверхности. A disadvantage of the known device is the small width of the zone hardened in one pass. With multi-pass hardening, a significant heterogeneity of the treated surface is observed.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство [2] для закалки широкой полосой, в котором применено переменное магнитное поле для увеличения линейного размера струи в одном направлении. Устройство [2] содержит систему подачи газа, изолятор и электроды, один из которых является выходным, имеющим внутренний канал. Горение дуги происходит в щели, которой заканчивается выходной электрод и по которой анодное пятно перемещается под действием магнитного поля. The closest in technical essence to the proposed is a device [2] for hardening with a wide strip, in which an alternating magnetic field is used to increase the linear size of the jet in one direction. The device [2] contains a gas supply system, an insulator and electrodes, one of which is an output having an internal channel. Arc burning occurs in the gap, which ends the output electrode and along which the anode spot moves under the influence of a magnetic field.

Использование поперечного переменного магнитного поля и щелевого канала выходного электрода дает возможность увеличить ширину закаливаемой полосы. Однако, получить равномерный тепловой поток по ширине изделия из-за неодинаковых условий привязки анодного пятна по длине щели не удается. Кроме того, устройство [2] может использоваться только для плазменной обработки плоских поверхностей, так как в этом случае изделие является анодом. The use of a transverse alternating magnetic field and a slot channel of the output electrode makes it possible to increase the width of the hardened strip. However, it is not possible to obtain a uniform heat flux across the width of the product due to the unequal conditions for the attachment of the anode spot along the length of the gap. In addition, the device [2] can only be used for plasma processing of flat surfaces, since in this case the product is an anode.

Решаемой задачей является создание устройства для плазменной обработки изделий сложных поверхностей. The problem to be solved is the creation of a device for plasma processing of products of complex surfaces.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для плазменной обработки металлов, содержащее систему подачи рабочего газа, изолятор и электроды, один из которых является выходным и имеет внутренний канал, согласно изобретению дополнительно снабжено преобразователем потока рабочего газа, соединенным с выходным электродом и образующим с ним общий внутренний канал переменного сечения, причем торцевая поверхность преобразователя потока рабочего газа выполнена сопряженной обрабатываемой поверхности изделия. The invention consists in that a device for plasma processing of metals containing a working gas supply system, an insulator and electrodes, one of which is an outlet and has an internal channel, according to the invention is additionally equipped with a working gas flow transducer connected to the output electrode and forming with it a common internal channel of variable cross-section, and the end surface of the working gas flow transducer is made of a conjugated workpiece surface.

Внутренний канал данного устройства также, как и у прототипа, заканчивается щелью. Использование предлагаемого устройства для закалки позволяет осуществлять более равномерную закалку поверхности изделия, а также закаливать изделия, имеющие сложную конфигурацию поверхности. The internal channel of this device, as well as the prototype, ends with a gap. Using the proposed device for hardening allows for more uniform hardening of the surface of the product, as well as hardening products having a complex surface configuration.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для плазменной обработки материалов. The drawing shows a schematic diagram of a device for plasma processing of materials.

Устройство содержит систему подачи рабочего газа 1, изоляторы 2, электроды 3 и 4, один из которых 4 является выходным, и преобразователь потока рабочего газа 5 с торцевой поверхностью 6, выполненной по форме обрабатываемой поверхности изделия 7. The device comprises a working gas supply system 1, insulators 2, electrodes 3 and 4, one of which 4 is an outlet, and a working gas flow transducer 5 with an end surface 6 made in the form of the processed surface of the product 7.

Устройство функционирует следующим образом: известными способами возбуждают электрическую дугу между электродами 3 и 4. Рабочий газ последовательно проходит через разрядный промежуток, выходной электрод 4 и преобразователь потока 5 и производит нагрев поверхности изделия 7. Вследствие относительного перемещения плазмотрона происходит обработка поверхности изделия в виде полосы. The device operates as follows: by known methods, an electric arc is excited between the electrodes 3 and 4. The working gas sequentially passes through the discharge gap, the output electrode 4 and the flow transducer 5 and heats the surface of the product 7. Due to the relative movement of the plasma torch, the surface of the product is processed in the form of a strip.

Более равномерная закалка поверхности изделия по сравнению с прототипом осуществляется за счет того, что горение дуги и нагрев газа производятся в выходном электроде 4. В преобразователе потока 5 происходит только обжатие струи, то есть изменение ее формы на выходе из устройства. A more uniform hardening of the surface of the product compared to the prototype is due to the fact that the arc is burned and the gas is heated in the output electrode 4. In the flow transducer 5, only the stream is squeezed, that is, its shape changes at the outlet of the device.

Использование предлагаемого устройства позволяет осуществлять закалку любых сложных поверхностей за счет того, что торцевая поверхность преобразователя потока выполняется сопряженной обрабатываемой поверхности изделия, то есть для каждого типа изделия необходимо изготовить свой преобразователь потока газа. Using the proposed device allows hardening of any complex surfaces due to the fact that the end surface of the flow transducer is performed by the conjugated machined surface of the product, that is, for each type of product it is necessary to manufacture its own gas flow transducer.

Claims

A device for plasma processing of an article containing a working gas supply system, electrodes, one of which is made with an outlet with an internal channel, and a working gas outlet slit, characterized in that it is equipped with a working gas flow transducer connected to the output electrode and forming a common an internal channel of variable cross section, and the end surface of the working gas flow transducer is made in the form of the workpiece, and the slit for the working gas exit is formed by the outlet Atelier.