устройство для плазменной обработки плоских изделий

Классы МПК:C21D1/06 поверхностная закалка 
C21D1/09 непосредственным действием электрической или волновой энергии; облучением частицами
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российкой академии наук (ОИВТ РАН) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-03-28
публикация патента:

Изобретение относится к плазменной обработке изделия, в частности к устройствам для плазменной поверхностной закалки металлов и сплавов, и может быть использовано для плазменной обработки плоских изделий. Устройство для плазменной обработки плоских изделий содержит систему подачи рабочего газа, сопло, выполненное с внутренним каналом и щелью для выхода рабочего газа, соосно расположенный с ним катод, генератор переменного магнитного поля, магнитонровод которого закреплен по наружной части сопла, а полюса магнитонровода размещены симметрично относительно оси устройства, при этом наконечник катода выполнен из пруткового вольфрама, ось которого перпендикулярна оси устройства, а длина наконечника равна длине щели сопла, что обеспечивает повышение качества плазменной обработки изделия широкой полосой. 1 ил.

Рисунки к патенту РФ 2490334

устройство для плазменной обработки плоских изделий, патент № 2490334

Изобретение относится к плазменной обработке изделия, в частности, к устройствам для плазменной поверхностной закалки металлов и сплавов и может быть использовано для плазменной обработки плоских изделий

Известно устройство для плазменной поверхностной закалки плазмотроном с секционированной межэлектродной вставкой [Лещинский и др. Плазменное поверхностное упрочнение. - Киев: Техника, 1990].

Недостатком известного устройства является малая ширина закаливаемой за один проход зоны. При многопроходной же закалке наблюдается существенная неоднородность обработанной поверхности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для закалки плоской поверхности широкой полосой, в котором применено переменное магнитное поле для увеличения линейного размера струи в одном направлении [Fox T.J. and Harry J.E. Surface neat treatment using a plasma torch witu a rectangular jet. Procuding Conference on Electricity for materials processing and conservation. - London: 1977, p.21-23]. Устройство содержит систему подачи газа, стержневой катод и сопло с внутренним каналом. Горение дуги происходит в щели, которой заканчивается сопло и по которой анодное пятно перемещается под действием магнитного поля.

Использование поперечного переменного магнитного поля и щелевого канала сопла дает возможность увеличить ширину закаливаемой полосы. Однако, из-за использования в устройстве стержневого катода не удается получить равномерный тепловой поток по ширине закаливаемой полосы - имеют место неодинаковые условия привязки анодного пятна по длине щели.

Решаемой задачей является повышение качества плазменной обработки изделия широкой полосой.

Это достигается тем, что в устройстве для плазменной обработки плоских изделий, содержащем систему подачи рабочего газа, сопло, выполненное с внутренним каналом и щелью для выхода рабочего газа, и соосный с ним катод, генератор переменного магнитного поля, магнитопровод которого закреплен по наружной части сопла, а полюса магнитопровода размещены симметрично относительно оси устройства, наконечник катода, выполненный из пруткового вольфрама, ось которого перпендикулярна оси устройства, а длина наконечника равна длине щели сопла.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для плазменной обработки изделия.

Устройство для плазменной обработки изделия содержит систему подачи рабочего газа 1, сопло 2, выполненное с внутренним каналом 3 и щелью для выхода рабочего газа 4, и соосный с ним катод 5, генератор переменного магнитного поля 6, магнитопровод 7 которого закреплен по наружной части сопла, а полюса магнитопровода 8 размещены симметрично относительно оси устройства. При этом наконечник 9 катода 5 выполнен из пруткового вольфрама, ось которого перпендикулярна оси устройства, а длина наконечника 9 равна длине щели 4 сопла 2. Позицией 10 обозначено обрабатываемое изделие.

Устройство работает следующим образом. Одним из известных способов с использованием сопла 2 возбуждается электрическая дуга между катодом 5 и обрабатываемым изделием 10. Рабочий газ проходит через разрядный промежуток и производит нагрев обрабатываемого изделия. Поперечное магнитное поле, создаваемое генератором 6, заставляет разряд осциллировать вдоль щели 4 сопла 2, что позволяет равномерно прогревать рабочий газ. Длина щели 4 подбирается из условия получения необходимой ширины полосы плазменной обработки.

Использование в устройстве длинного наконечника катода из пруткового вольфрама, расположенного перпендикулярно оси устройства, в плазмотроне прямого действия позволяет фокусировать катодное пятно на торце катода и при этом интенсивно и равномерно перемешать его с помощью переменного магнитного поля по всей длине наконечника. При этом, по сравнению со стержневым электродом, имеет место стабильное горение дуги и возможность получения более высокой температуры и тепловой мощности.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Устройство для плазменной обработки плоских изделий, содержащее систему подачи рабочего газа, сопло, выполненное с внутренним каналом и щелью для выхода рабочего газа, и соосный с ним катод, генератор переменного магнитного поля, магнитопровод которого закреплен по наружной части сопла, а полюса магнитопровода размещены симметрично относительно оси устройства, отличающееся тем, что наконечник катода выполнен из пруткового вольфрама, ось которого перпендикулярна оси устройства, а длина наконечника равна длине щели сопла.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2490334

patent-2490334.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C21D1/06 поверхностная закалка 

Патенты РФ в классе C21D1/06:
шестерня и способ ее изготовления -  патент 2507298 (20.02.2014)
способ термической обработки изделий типа штоков -  патент 2491355 (27.08.2013)
способ упрочнения лемехов плугов -  патент 2460810 (10.09.2012)
способ электромеханической обработки деталей машин -  патент 2457258 (27.07.2012)
способ термической обработки деталей из конструкционной стали пониженной и регламентированной прокаливаемости -  патент 2450060 (10.05.2012)
способ комбинированного упрочнения поверхностей деталей -  патент 2439172 (10.01.2012)
нитроцементированная стальная деталь с индукционной закалкой с повышенной усталостной прочностью поверхности при высокой температуре и способ ее производства -  патент 2437958 (27.12.2011)
способ электромеханической обработки деталей машин -  патент 2414514 (20.03.2011)
способ закалки стальных изделий -  патент 2386705 (20.04.2010)
стальной элемент, способ его термической обработки и способ его получения -  патент 2374335 (27.11.2009)

Класс C21D1/09 непосредственным действием электрической или волновой энергии; облучением частицами

Патенты РФ в классе C21D1/09:
стенд лазерной закалки опорной поверхности игл вращения высокоскоростных центрифуг -  патент 2527979 (10.09.2014)
способ упрочнения металлических изделий с получением наноструктурированных поверхностных слоев -  патент 2527511 (10.09.2014)
способ повышения физико-механических свойств инструментальных и конструкционных материалов методом объемного импульсного лазерного упрочнения (оилу) -  патент 2517632 (27.05.2014)
способ производства листовой электротехнической анизотропной стали и листовая электротехническая анизотропная сталь -  патент 2514559 (27.04.2014)
способ формирования износостойкого покрытия деталей -  патент 2510319 (27.03.2014)
лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой -  патент 2509813 (20.03.2014)
текстурованный лист электротехнической стали и способ его получения -  патент 2509163 (10.03.2014)
способ улучшения магнитных свойств анизотропной электротехнической стали лазерной обработкой -  патент 2501866 (20.12.2013)
способ упрочнения изделий из твердых сплавов -  патент 2501865 (20.12.2013)
способ обработки изделий из высокоуглеродистых легированных сплавов -  патент 2494154 (27.09.2013)


Наверх