RU2473712C1 - Устройство для электровзрывной обработки поверхности материалов - Google Patents
Устройство для электровзрывной обработки поверхности материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2473712C1 RU2473712C1 RU2011128986/02A RU2011128986A RU2473712C1 RU 2473712 C1 RU2473712 C1 RU 2473712C1 RU 2011128986/02 A RU2011128986/02 A RU 2011128986/02A RU 2011128986 A RU2011128986 A RU 2011128986A RU 2473712 C1 RU2473712 C1 RU 2473712C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- foil
- electrode
- explosion
- electrodes
- electroexplosive
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройству для электровзрывной обработки поверхности материалов. Устройство содержит источник постоянного напряжения для заряда конденсаторной батареи, коммутирующее устройство, силовую батарею конденсаторов, производящую разряд для взрыва фольги, разрядное устройство, электровзрывной ускоритель. Дополнительный независимый источник постоянного напряжения одним полюсом подключен к обрабатываемому изделию, другим полюсом - к электроду электровзрывного ускорителя, имеющему по отношению к нему противоположный потенциал, и через диод этим же полюсом - к электроду электровзрывного ускорителя противоположной полярности для выравнивания потенциалов на обоих электродах и фольге. Технический результат заключается в повышении коэффициента использования материала в электровзрывных установках. 2 ил.
Description
Изобретение относится к технике нанесения металлических покрытий, в частности к электровзрывному легированию сверл, деталей машин и др.
Известно устройство [1] для электростатического нанесения порошкообразных материалов на подложку, содержащее камеру внешнего слоя с размещенным в ней узлом зарядки порошка, который выполнен в виде пары электродов, соединенных с высоковольтным импульсным источником.
Недостатком устройства является ограниченная производительность процесса покрытия изделия вследствие слабой электризации и слабой энергии активации, которая определяется энергией распыления и электростатическим полем, вследствие чего требуется производить несколько циклов напыления.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство [2] для нанесения покрытий электрическим взрывом фольги. Устройство содержит источник питания, конденсаторную батарею, вольтметр, ключ управления зарядкой конденсаторной батареи, разрядное устройство, электроды испарителя, испаряемый материал, изоляторные подложкодержатели, рабочую камеру. Недостатком прототипа является низкий коэффициент использования материала (КИМ) вследствие обтекания формируемой многофазной плазменной струей поверхности обрабатываемого изделия, с уносом части расплава фольги.
Задачей заявляемого изобретения является повышение КИМ формируемой плазменной струи на поверхность обрабатываемого изделия и улучшение качества покрытия за счет повышения равномерности распределения конденсата по поверхности подложки. Для чего к термодинамическим силам, производящим напыление, прибавляются электрические силы путем предварительной электризации взрываемой фольги и ускорения и направление расплава электростатическим полем.
Задача достигается тем, что устройство для электровзрывной обработки поверхности материалов содержит разрядную камеру с электродами, силовую батарею конденсаторов, предназначенную для разряда для взрыва фольги, разрядное устройство и источник постоянного напряжения для заряда батареи конденсаторов, оно снабжено дополнительным независимым источником постоянного напряжения, коммутирующим устройством для коммутации процесса заряда силовой конденсаторной батареи, электродом для создания дополнительного ускорения продуктов взрыва фольги и диодом, при этом электроды в разрядной камере разделены изолятором, один из них выполнен в виде цилиндрического коаксиально-торцевого электрода, а другой - в виде кольцевого электрода внешнего по отношению к цилиндрическому, один полюс дополнительного источника постоянного напряжения предназначен для подключения к обрабатываемому изделию, а другой полюс - для подключения к фольге, имеющей по отношению к нему противоположный потенциал, и через диод - к электроду в разрядной камере противоположной полярности для выравнивания потенциалов электродов и фольги.
К электровзрывной установке подводится напряжение от другого независимого источника постоянного напряжения таким образом, что на обрабатываемое изделие подается один потенциал, а на коаксиальные электроды подается обратный потенциал. Между электродами подключена электрическая цепь, содержащая диод, таким образом, что напряжение, подаваемое для взрыва фольги, имеет обратную полярность по отношению к диоду, потенциал, подключенный к фольге имеет прямую полярность по отношению к диоду, что позволяет придать фольге потенциал, и она будет иметь благодаря конденсаторной установке, установленной во втором независимом источнике питания избыток зарядов определенного знака. Использование диода позволяет выровнять потенциал между всеми частями фольги и обоими электродами, равномерно зарядить их зарядом выбранного знака на всем отрезке времени как до взрыва, также в момент взрыва и после взрыва. На обрабатываемом изделии напротив будет избыток зарядов противоположного знака. При проведении взрыва фольги многофазная плазменная струя увлекается в сопло газодинамическими и электрическими силами, при этом расплав фольги будет иметь приданный заряд и будет испытывать дополнительное усилие для концентрирования на обрабатываемом изделии под действием электростатического поля, подаваемого в зону взрыва от второго источника питания. Введение дополнительного электростатического поля повышает КИМ на 20…25% по сравнению с обработкой без него.
Устройство поясняется чертежом, где на фиг.1 представлено устройство для электровзрывной обработки поверхности материалов, на фиг.2 - импульсный плазменный ускоритель. Оно состоит из источника постоянного напряжения 1 для заряда конденсаторной батареи, производящей взрыв фольги; коммутирующего устройства 2; силовой конденсаторной батареи 3, производящей разряд для взрыва фольги; разрядного устройства 4; электровзрывного ускорителя 5; диода 6 для выравнивания потенциалов электродов и фольги; дополнительного независимого источника постоянного напряжения 7 для создания ускоряющего электростатического поля и придания потенциала взрываемой фольге и обрабатываемому изделию.
Источник постоянного напряжения 1 состоит из автоматического выключателя QS1, подающего напряжение на всю электроустановку; автоматического выключателя QS2, подающего напряжение на контур взрыва фольги; автотрансформатора TV1 и высоковольтного трансформатора TV2, создающих рабочее напряжение для контура взрыва фольги; выпрямительных диодов VD1-4, осуществляющих преобразование переменного напряжения в постоянное; резистора Rзар, осуществляющего ограничение амплитуды зарядного тока конденсаторной батареи.
Коммутирующее устройство 2 состоит из тиристора VS1, осуществляющего коммутацию процесса заряда силовой конденсаторной батареи СВ1; дросселя L, осуществляющего сглаживание пульсаций выпрямленного тока для обеспечения открытого состояния тиристора VS1 в период заряда.
Силовая конденсаторная батарея СВ1 состоит из параллельно подключенных импульсных конденсаторов. На шины батареи с обратной полярностью подключен диод VD5 для обеспечения апериодического характера процесса заряда и разряда батареи.
Разрядное устройство 4 состоит из тиристора VS2, включающего, по команде, процесс разряда силовой батареи СВ1 на фольгу.
Электровзрывной ускоритель 5 состоит из коаксиально-торцевых электродов - внутреннего цилиндрического электрода 8, внешнего кольцевого электрода 9, разделенных изолятором 10, и разрядной камеры 11, локализующей продукты взрыва и переходящей в сопло. Электровзрыв происходит в результате пропускания через проводник 12 тока большой плотности при разряде конденсаторной батареи. Продукты взрыва истекают в вакуумируемую технологическую камеру 13 с остаточным давлением 100 Па. Держатели образцов 14 обеспечивают фиксированное на определенной высоте от сопла положение облучаемого образца 15. За образцом находится электрод 16 для создания дополнительного ускорения продуктов взрыва.
Диод 6 состоит из диодной сборки, выдерживающей высоковольтные обратные напряжения.
Дополнительный независимы источник постоянного напряжения 7 состоит из автоматического выключателя QS3, осуществляющего подачу напряжения на электростатический контур; автотрансформатора TV3 и высоковольтного трансформатора TV4, создающего напряжение для получения статического поля для заряда фольги и обрабатываемого изделия; диоды VD 7-10 служат для преобразования переменного напряжения в постоянное; силовой батареи СВ2, служащей для создания электростатического поля и придания необходимых потенциалов фольге и изделию.
Устройство работает следующим образом. С помощью трансформаторов TV1 и TV2 устанавливается необходимая величина постоянного напряжения для заряда силовой батареи СВ1 зарядом нужной мощности. С помощью тиристора VS1 производится включение процесса заряда батареи СВ1 до нужного значения, тиристор VS1 закроется после того, как ток заряда станет равен нулю. Сглаживающий дроссель L служит для предотвращения закрывания тиристора VS1 при пульсациях выпрямленного напряжения. С помощью автоматического выключателя QS3 подается напряжение в схему дополнительного независимого источника питания. С помощью трансформаторов TV3, TV4 устанавливается необходимое постоянное напряжение, которое подается одним полюсом на обрабатываемое изделие, другим на фольгу. С помощью батареи СВ2 создаем необходимую электризацию фольги и изделия. Таким образом, получаем ускоряющее электростатическое поле и заряжаем фольгу и изделие противоположными потенциалами. С помощью диода VD6 предаем потенциал на противоположный электрод для того, чтобы электроды и фольга имели одинаковый электростатический заряд до взрыва, в момент взрыва и после взрыва. Включением тиристора VS2 производится разряд силовой батареи СВ1 на фольгу. При этом фольга взрывается, продукты взрыва газодинамическими силами и электростатическим полем выбрасываются через электровзрывной ускоритель на обрабатываемую поверхность. При этом расплав фольги, содержащейся в продуктах взрыва, и имеющий полученный заряд дополнительно ускоряется электростатическим полем и притягивается на изделие электростатическими силами, что увеличивает производительность работы установки, толщину и качество получаемого покрытия.
Источники информации
1. А.с. СССР 673154 В05D 1/06, В05В 1/08. Способ электростатического нанесения порошкообразных материалов на подложку и устройство для его осуществления.
2. А.Н.Головяшкин, Д.В.Лежнев. Получение тонких пленок медно-цинковых сплавов методом электрического взрыва в вакууме. Технология и конструирование в электронной аппаратуре, 2001, №2 С.42-44.
Claims (1)
- Устройство для электровзрывной обработки поверхности материалов, содержащее разрядную камеру с электродами, силовую батарею конденсаторов, предназначенную для разряда для взрыва фольги, разрядное устройство и источник постоянного напряжения для заряда батареи конденсаторов, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным независимым источником постоянного напряжения, коммутирующим устройством для коммутации процесса заряда силовой конденсаторной батареи, электродом для создания дополнительного ускорения продуктов взрыва фольги и диодом, при этом электроды в разрядной камере разделены изолятором, один из которых выполнен в виде цилиндрического коаксиально-торцевого электрода, а другой - в виде кольцевого электрода внешнего по отношению к цилиндрическому, причем один полюс дополнительного источника постоянного напряжения предназначен для подключения к обрабатываемому изделию, а другой - для подключения к фольге, имеющей по отношению к нему противоположный потенциал, и через диод - к электроду в разрядной камере противоположной полярности для выравнивания потенциалов электродов и фольги.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011128986/02A RU2473712C1 (ru) | 2011-07-12 | 2011-07-12 | Устройство для электровзрывной обработки поверхности материалов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011128986/02A RU2473712C1 (ru) | 2011-07-12 | 2011-07-12 | Устройство для электровзрывной обработки поверхности материалов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2473712C1 true RU2473712C1 (ru) | 2013-01-27 |
Family
ID=48806996
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011128986/02A RU2473712C1 (ru) | 2011-07-12 | 2011-07-12 | Устройство для электровзрывной обработки поверхности материалов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2473712C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2026246A1 (ru) * | 1968-12-16 | 1970-09-18 | Euratom | |
US4014729A (en) * | 1973-05-21 | 1977-03-29 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Method for bonding and plating with exploding foil |
SU774276A1 (ru) * | 1979-05-03 | 1989-02-15 | Snesarevskij V P | Устройство дл нанесени покрытий взрывом фольги |
JPH05320886A (ja) * | 1992-05-21 | 1993-12-07 | I N R Kenkyusho:Kk | イオンプレーティング装置 |
RU2026415C1 (ru) * | 1991-07-08 | 1995-01-09 | Научно-исследовательский институт микротехники | Устройство для нанесения покрытий электрическим взрывом фольги |
SU1482246A1 (ru) * | 1987-05-26 | 1995-02-09 | В.П. Снесаревский | Устройство для нанесения покрытий электрическим взрывом фольги |
-
2011
- 2011-07-12 RU RU2011128986/02A patent/RU2473712C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2026246A1 (ru) * | 1968-12-16 | 1970-09-18 | Euratom | |
GB1290352A (ru) * | 1968-12-16 | 1972-09-27 | ||
US4014729A (en) * | 1973-05-21 | 1977-03-29 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Method for bonding and plating with exploding foil |
SU774276A1 (ru) * | 1979-05-03 | 1989-02-15 | Snesarevskij V P | Устройство дл нанесени покрытий взрывом фольги |
SU1482246A1 (ru) * | 1987-05-26 | 1995-02-09 | В.П. Снесаревский | Устройство для нанесения покрытий электрическим взрывом фольги |
RU2026415C1 (ru) * | 1991-07-08 | 1995-01-09 | Научно-исследовательский институт микротехники | Устройство для нанесения покрытий электрическим взрывом фольги |
JPH05320886A (ja) * | 1992-05-21 | 1993-12-07 | I N R Kenkyusho:Kk | イオンプレーティング装置 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Головяшкин А.Н. и др. Получение тонких пленок медно-цинковых сплавов методом электрического взрыва в вакууме. Технология и конструирование в электронной аппаратуре, 2001, No.2, с.42-44. * |
Головяшкин А.Н. и др. Получение тонких пленок медно-цинковых сплавов методом электрического взрыва в вакууме. Технология и конструирование в электронной аппаратуре, 2001, №2, с.42-44. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Romanov et al. | Surface modification by the EVU 60/10 electroexplosive system | |
US4343828A (en) | Electrodynamic painting system and method | |
CN110743719B (zh) | 静电微粒化式涂装装置以及静电微粒化式涂装方法 | |
HK1006817A1 (en) | Electrostatis spraying method | |
JPS60156574A (ja) | 静電被覆装置及び方法 | |
RU2422555C1 (ru) | Способ электровзрывного нанесения металлических покрытий на контактные поверхности | |
JP5871789B2 (ja) | 束縛されたプラズマビームを生成させるための方法及びビーム発生器 | |
RU2473712C1 (ru) | Устройство для электровзрывной обработки поверхности материалов | |
Ryabchikov et al. | Influence of negative bias pulse parameters on accumulation of macroparticles on the substrate immersed in titanium vacuum arc plasma | |
RU2590927C2 (ru) | Способ электростатического нанесения покрытия на предметы, а также устройство для нанесения покрытия | |
RU2489515C1 (ru) | СПОСОБ ЭЛЕКТРОВЗРЫВНОГО НАПЫЛЕНИЯ КОМПОЗИТНЫХ ПОКРЫТИЙ СИСТЕМЫ, TiB2-Cu НА МЕДНЫЕ КОНТАКТНЫЕ ПОВЕРХНОСТИ | |
WO2003041867A1 (fr) | Dispositif et procede de revetement par pulverisation | |
JP3331375B2 (ja) | 電磁加速プラズマによる溶射方法及び装置 | |
JP3774654B2 (ja) | 粉体塗装装置及び方法 | |
Oskirko et al. | Power supply for mid-frequency magnetron sputtering with a wide-range control of pulses parameters | |
US4638398A (en) | Apparatus for producing positive or negative ions, especially for neutralizing charged workpieces | |
SU927327A1 (ru) | Электростатический пистолет-распылитель | |
KR100830113B1 (ko) | 아연도금용 고전압 코로나 제어장치 및 방법 | |
JP6573276B2 (ja) | 磁化同軸プラズマ生成装置を用いる薄膜生成装置 | |
RU2471884C2 (ru) | Способ обработки поверхности материалов и устройство для его осуществления | |
RU2622535C1 (ru) | Устройство для электроискровой обработки поверхностей | |
Bizyukov et al. | Macroparticles in beam-plasma systems | |
FR2304411A1 (fr) | Systeme d'electrodes de charge electrostatique pour projection de poudres ou liquides pulverises | |
RU173070U1 (ru) | Приспособление для получения соединений нерастворимых друг в друге металлов | |
UA126361C2 (uk) | Спосіб одержання композиційного покриття металевих поверхонь |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130713 |