Page 34 - февраль

СОВЕТЫ СПЕЦИАЛИСТОВ
Для нанесения хромового покрытия на внутреннюю поверхность гильзы гидроцилин-
дра из титанового сплава диаметром 30 мм и длинной 250 мм были разработаны цилин-
дрические магнетронные устройства прямого и обращённого типа. Конструктивная схема
интегрированного технологического плазменного устройства, включающего ЦМРС – 1 и
ИнвМРС – 2, представлена на рис. 1. Подробно конструкция интегрированного устрой-
ства описана в [1]. В конструкции ЦМРС применён трубчатый композитный катод. Катод
изготавливался из тонкостенной неферромагнитной трубки – 3 диаметром 0 „\'314 мм с
гальваническим покрытием наружной поверхности «молочным» хромом толщиной 100 ÷
150 мкм. Для организации предварительной ионной обработки внутренней поверхности
использовался инверсный магнетрон. Магнитная система ИнвМРС - 4 охватывала наруж-
ную поверхность детали - 5, которая совершала возвратно-поступательные перемещения
относительно области разряда ИнвМРС - 6. Катодом разряда ИнвМРС служила обрабатыва-
емая поверхность детали. Анодом магнетронного разряда служил короткий штырь – 7, рас-
поженный на оси ЦМРС. Области разряда ЦМРС и ИнвМРС были разнесены для исключения
взаимодействия их магнитных систем. Рабочий газ подавался непосредственно в полость
обрабатываемой детали.
В режиме ионной очистки источник магнетронного
разряда включался в цепь инверсного магнетрона. При
разрядном напряжении до 700 В и давлении аргона 1 - 2
Па разрядный ток достигал 500 мА. Это соответствовало
плотности ионного тока на подложку 10÷15 мА/см2. Та-
кой режим обеспечивал эффективную предварительную
подготовку поверхности за время ≈ 5 мин.
Нанесение покрытия выполнялось при переключе-
нии разрядного источника в цепь ЦМРС. При нанесении
покрытия обрабатываемая деталь относительно ЦМРС не
перемещалась. Магнитная система ЦМРС – 8 совершала в полости катода возвратно-по-
ступательное перемещение, магнетронный разряд – 9 сканировал поверхность трубчатого
катода. Наружная (хромовая) поверхностьтрубчатого катода распылялась. Распылённый
материал практически полностью использовался для формирования покрытия. Конструк-
ция подвижной магнитной системы ЦМРС обеспечивала создание на поверхности катода
одной или нескольких разрядных арок. При двухарочной магнитной системе, давлении
аргона 1 Па и при разрядном напряжении 660 В разрядный ток равнялся 2 А. Плотность
ионного тока в разряде ЦМРС достигала 0,2 А/см2. Массовая скорость конденсации хромо-
вого покрытия равнялась величине ионной эрозии материала поверхности катода ЦМРС.
Относительная величина эрозии равнялась 0,65 мг/Кл, что соответствует табличному зна-
чению скорости ионного распыления хрома, равному 1,2 ат./ион. Покрытиетолщиной 40
мкм формировалось на подложке за 150 мин.
При использовании одноарочной магнитной системы были получены многослойные
покрытия типа Cr–CrN–Cr. При согласовании скорости сканирования магнитной системы
ЦМРС с подачей в рабочую полость реактивного газа на рабочей поверхности было полу-
чено многослойное покрытие с толщиной слоёв порядка 30-40 нм.

34 Станочный парк