RU2711065C1 - Способ ионной очистки в скрещенных электрических и магнитных полях перед вакуумной ионно-плазменной обработкой - Google Patents
Способ ионной очистки в скрещенных электрических и магнитных полях перед вакуумной ионно-плазменной обработкой Download PDFInfo
- Publication number
- RU2711065C1 RU2711065C1 RU2019103190A RU2019103190A RU2711065C1 RU 2711065 C1 RU2711065 C1 RU 2711065C1 RU 2019103190 A RU2019103190 A RU 2019103190A RU 2019103190 A RU2019103190 A RU 2019103190A RU 2711065 C1 RU2711065 C1 RU 2711065C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ion
- cleaning
- vacuum
- magnetic fields
- plasma
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургической промышленности, а именно к химико-термической обработке поверхности деталей. Способ вакуумной ионно-плазменной очистки деталей включает загрузку в камеру предварительно очищенных от загрязнений деталей, получение в ней вакуума и проведение ионной очистки. Перед проведением ионной очистки камеру продувают аргоном в течение 2-5 мин при давлении 1330 Па, затем откачивают до давления 5-15 Па, а ионную очистку проводят при напряжении 800-900 В в газовой плазме инертного газа повышенной плотности, которую получают в тлеющем разряде с наложением скрещенных электрического и магнитного полей. Обеспечивается повышение эффективности вакуумной ионно-плазменной обработки. 1 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к металлургической промышленности, а именно к химико-термической обработке поверхности изделий.
Известен способ комплексной обработки изделий (Патент РФ 2039843, С23С 14/00, 03.03.1992), в котором процесс очистки и нагрева изделия проводят при воздействии пучка ускоренных частиц с энергией выше порога распыления материала подложки, генерируемых автономным источником.
Недостатками данного способа являются:
- необходимость создания сложного технологического оборудования;
- ограничения по обработке деталей с сложным геометрическим профилем.
Известен способ очистки подложек перед вакуумным напылением с применением сеточного полого катода, в котором для ионной очистки используется цилиндрический полый катод диаметром 65 и длинной 130 мм, изготовленный из сетки с шагом 2,5 мм, выполненный из нержавеющей стали с помощью которого создается плазма повышенной плотности (Рогов А.В., Лозован А.А. Применение сеточного полого катода для очистки подложек перед вакуумным напылением // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. - 2008. - №. 5. - С. 99-103.)
Недостатками данного способа являются:
- ограничения по обработке деталей с сложным геометрическим профилем;
- попадание материала сеточного полого катода на подложку.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому является способ вакуумной ионно-плазменной обработки (патент РФ 2122602, С23С 14/48. 24.11.1998), по которому производят загрузку в камеру предварительно очищенных от загрязнений деталей, получение в ней рабочего вакуума, проведение ионной очистки в среде инертного газа с помощью источника газовой плазмы на основе дугового разряда с накаленным катодом и вакуумное ионно-плазменное упрочнение, при этом перед ионной очисткой проводят электронный разогрев детали до температуры начала ионно-вакуумного упрочнения.
Недостатками прототипа являются:
- длительность процесса очистки в связи с необходимостью в предварительном электронном нагреве;
- ухудшение качества поверхности в связи с тем, что при проведении процесса в данном типе разряда возможно попадание продуктов эрозии катода на поверхность обрабатываемых изделий;
- неравномерное распределение плотности ионного тока.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности вакуумной ионной очистки.
Техническим результатом является повышение эффективности вакуумной ионно-плазменной обработки.
Задача решается, а технический результат достигается тем, что в способе вакуумной ионно-плазменной очистке деталей включающем загрузку в камеру предварительно очищенных от загрязнений деталей, получение в ней вакуума и проведение ионной очистки, в отличие от прототипа, перед проведением ионной очистки камеру продувают аргоном в течение 2-5 мин при давлении 1330 Па, затем откачивают до давления 5-15 Па, а ионную очистку проводят при напряжении 800-900 В в газовой плазме инертного газа повышенной
плотности, которую получают в тлеющем разряде с наложением скрещенных электрического и магнитного полей.
Качество модифицированного слоя и покрытий зависит как от параметров вакуумной ионно-плазменной обработки, так и от состояния поверхности обрабатываемой детали. Состояние поверхности детали зависит от условия предварительной обработки. Поэтому для улучшения качества получаемого упрочненного слоя и покрытий, необходимо удалить все имеющиеся загрязнения с поверхности (очистить поверхность). Грубые загрязнения удаляют механическим способом и химическим способом. Но после таких методов остается поверхностный слой, насыщенный примесными атомами, который отрицательно влияет на диффузию, адгезию, и как следствие на эффективность процесса в целом. При ионной очистке удаляются все поверхностные примеси, также происходит активация поверхности. Притом эффективность и скорость ионной очистки зависит от типа используемых ионов (газовые, металлические), их энергии и плотности тока [Белоус В.А. и др. Радиационные технологии модификации поверхности. I. Ионная очистка и высокодозовая имплантация //Физическая инженерия поверхности. - 2003]. При наложении скрещенных электрических и магнитных полей часть электронов удерживаются в прикатодной области, и происходит дополнительная ионизации газа, что способствует к увеличению плотности тока. Поэтому применение ионной очистки в скрещенных электрических и магнитных полях имеет преимущество по времени и эффективности очистки перед традиционными способами за счет более высокой плотности тока.
Существо изобретения поясняет чертеж, на котором изображена схема реализации способа
Пример конкретной реализации способа.
Способ осуществляется с помощью установки, содержащей источники питания 1 и 2, вакуумную камеру 3, электромагнитную систему 4,
электрод-анод 5, катод - подложку 6, изоляторы 7 и обрабатываемые детали 8. В вакуумной камере 3 подложку 6, на которой располагают детали 8, подключают к отрицательному электроду (катоду) 6, герметизируют вакуумную камеру 3 и откачивают воздух до давления 10 Па. После эвакуации воздуха камеру продувают аргоном в течение 2-5 мин при давлении ~1330 Па, затем откачивают вакуумную камеру 3 до давления 5-15 Па, включают источник питания магнитной системы и подают на электроды анод 5 и катод (подложка с деталями) 6 разность потенциалов с помощью источника питания 1 и зажигают тлеющий разряд. При напряжении 800-900 В осуществляется ионная очистка в плазме повышенной плотности. После 5-7 - минутной обработки по режиму катодного распыления напряжение понижают до рабочего, включают форвакуумный насос и откачивают аргон из вакуумной камеры, далее напускают рабочий газ и проводят процесс химико-термической обработки.
Предлагаемый способ позволяет проводит предварительную ионную очистку поверхности деталей перед вакуумной ионно-плазменной обработкой в плазме повышенной плотности, получаемой в тлеющем разряде с наложением скрещенных электрических и магнитных полей, за счет чего повышается качество последующего упрочнения, сглаживаются микронеровности и микроцарапины, полученные в процессе механической полировки.
Claims (1)
- Способ вакуумной ионно-плазменной очистки деталей, включающий загрузку в камеру предварительно очищенных от загрязнений деталей, получение в ней вакуума и проведение ионной очистки, отличающийся тем, что перед проведением ионной очистки камеру продувают аргоном в течение 2-5 мин при давлении 1330 Па, затем откачивают до давления 5-15 Па, а ионную очистку проводят при напряжении 800-900 В в газовой плазме инертного газа повышенной плотности, которую получают в тлеющем разряде с наложением скрещенных электрического и магнитного полей.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019103190A RU2711065C1 (ru) | 2019-02-05 | 2019-02-05 | Способ ионной очистки в скрещенных электрических и магнитных полях перед вакуумной ионно-плазменной обработкой |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019103190A RU2711065C1 (ru) | 2019-02-05 | 2019-02-05 | Способ ионной очистки в скрещенных электрических и магнитных полях перед вакуумной ионно-плазменной обработкой |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2711065C1 true RU2711065C1 (ru) | 2020-01-15 |
Family
ID=69171498
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019103190A RU2711065C1 (ru) | 2019-02-05 | 2019-02-05 | Способ ионной очистки в скрещенных электрических и магнитных полях перед вакуумной ионно-плазменной обработкой |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2711065C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2781583C1 (ru) * | 2021-12-27 | 2022-10-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые Технологии Покрытий" | Способ нанесения покрытия на металлорежущий инструмент |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4209552A (en) * | 1975-04-03 | 1980-06-24 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Thin film deposition by electric and magnetic crossed-field diode sputtering |
RU2023745C1 (ru) * | 1991-06-09 | 1994-11-30 | Михаил Константинович Марахтанов | Способ нанесения покрытия на подложку и устройство для его осуществления |
RU2122602C1 (ru) * | 1996-08-28 | 1998-11-27 | Акционерное общество "АвтоВАЗ" | Способ вакуумной ионно-плазменной обработки |
RU2447190C2 (ru) * | 2010-05-17 | 2012-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" | Способ получения фотокаталитически активного покрытия |
-
2019
- 2019-02-05 RU RU2019103190A patent/RU2711065C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4209552A (en) * | 1975-04-03 | 1980-06-24 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Thin film deposition by electric and magnetic crossed-field diode sputtering |
RU2023745C1 (ru) * | 1991-06-09 | 1994-11-30 | Михаил Константинович Марахтанов | Способ нанесения покрытия на подложку и устройство для его осуществления |
RU2122602C1 (ru) * | 1996-08-28 | 1998-11-27 | Акционерное общество "АвтоВАЗ" | Способ вакуумной ионно-плазменной обработки |
RU2447190C2 (ru) * | 2010-05-17 | 2012-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" | Способ получения фотокаталитически активного покрытия |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2781583C1 (ru) * | 2021-12-27 | 2022-10-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые Технологии Покрытий" | Способ нанесения покрытия на металлорежущий инструмент |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5015493A (en) | Process and apparatus for coating conducting pieces using a pulsed glow discharge | |
US5503725A (en) | Method and device for treatment of products in gas-discharge plasma | |
CN109797363B (zh) | 一种弧光电子源辅助离子氮化工艺 | |
US4500564A (en) | Method for surface treatment by ion bombardment | |
US6767436B2 (en) | Method and apparatus of plasma-enhanced coaxial magnetron for sputter-coating interior surfaces | |
AU2006349512B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing cleaned substrates or clean substrates which are further processed | |
CN210065893U (zh) | 一种自清洁刻蚀阳极装置 | |
RU2711065C1 (ru) | Способ ионной очистки в скрещенных электрических и магнитных полях перед вакуумной ионно-плазменной обработкой | |
JP6871933B2 (ja) | コーティングのための表面を前処理するための方法 | |
EP3168857B1 (en) | Covering material stripping method using ion irradiation | |
Borisov et al. | Effective processes for arc-plasma treatment in large vacuum chambers of technological facilities | |
Fadeev et al. | Cleaning of the dielectric surfaces using a controlled gas-discharge source of fast neutral particles | |
RU2026413C1 (ru) | Способ нагрева электропроводящих изделий в рабочей камере | |
KR200436092Y1 (ko) | 이온질화가 가능한 진공증착 코팅장치 | |
Portnov et al. | Nitrogening Hammers of the Grain Crusher of the Aknar Poultry Factory | |
KR20110117528A (ko) | 알루미늄 박막 코팅 방법 | |
RU2664106C2 (ru) | Способ низкотемпературного ионного азотирования стальных деталей | |
RU2611003C1 (ru) | Способ ионного азотирования титановых сплавов | |
JP2006022368A (ja) | 表面処理装置および表面処理方法 | |
RU2122602C1 (ru) | Способ вакуумной ионно-плазменной обработки | |
Smirnov et al. | Microstructure and wear resistance of modified surfaces obtained by ion-plasma nitriding of 40ХН2МА steel | |
RU2454485C1 (ru) | Способ импульсно-периодической ионной обработки металлического изделия и устройство для его осуществления | |
Ladyzhensky et al. | Ion beam treatment of glass surfaces as a method for increased metal film adhesion | |
CN113957380A (zh) | 一种低电流辉光和高电流弧光等离子体组合渗氮方法 | |
EP2369028A1 (en) | Method for nitriding metal alloys and device for carrying out said method |