увеличении продолжительности ионной очистки высокое напряжение повышать постепенно либо производить прерывистую обработку с длительностью импульсов тока дуги 3…30 с и с паузами от 0,1…1 мин.
Примечание. Величина высокого напряжения 500…1000 В и продолжительность ионной очистки (п. 3.1.1.2.14) зависит от типа ТИ и ПТ, температуры отпуска его материала, габаритов, веса и размеров режущей кромки ТИ и требуемой температуры ТИ, ПТ и тестовых образцов для начала осаждения МП. При обработке инструмента с неравномерным сечением с целью выравнивания температуры допускается производить прерывистую обработку с длительностью импульсов тока дуги 3…30 с и с паузами от 0,1…1 мин. При ионной очистке – нагреве ТИ и ПТ с низкой температурой отпуска высокое напряжение повышается постепенно. При необходимости включить механизм вращения.
Пирометр следует наводить на острые кромки в связи с тем, что скорость нагрева острых кромок ТИ и ПТ значительно выше, чем их основа.
Проведение ионной очистки – нагрева ТИ, ПТ и тестовых образцов магнетронным распылителем
3.1.1.3.Откачать вакуумную камеру до давления 0,001 Па.
3.1.1.4.Вкамеруподатьрабочийгаз(Ar) доостаточногодавления1,0 Па.
3.1.1.5.Установить на оснастке с ТИ, ПТ и тестовыми образцами отрицательное напряжение, равное 800…1000 В.
3.1.1.6.Включить магнетроны на малых разрядных токах (1…2 А)
ипровести режим ионной очистки в течение 5…10 мин.
Проведение очистки – нагрева ТИ, ПТ и тестовых образцов
втлеющем разряде
3.1.1.7.Откачать вакуумную камеру до давления 0,001 Па.
3.1.1.8.Открыть баллоны с Ar и N2 и установить расход газа в систе-
ме газонапуска в соответствии с технологическим процессом.
3.1.1.9.В камеру подать рабочий газ (Ar) до остаточного давления
1,2…1,4 Па.
3.1.1.10.Включить высоковольтный источник питания.
3.1.1.11.Поднять высокое напряжение до величины, обеспечивающей
необходимую интенсивность горения тлеющего разряда. По мере снижения частоты появления микродуг необходимо плавно поднимать напряжение до 600 В. За изменением интенсивности микродуг наблюдать визуально и по показаниям амперметра. Об окончании процесса очистки в тлеющем разряде судить по отсутствию микродуг на поверхности.
166
3.1.1.12.По окончании процесса очистки прекратить напуск Ar в вакуумную камеру.
Примечание. Величина высокого напряжения должна обеспечивать необходимую интенсивность горения тлеющего разряда Uвыс = 800 В. По мере снижения частоты появления микродуг и при необходимости нагрева до более высокой температуры можно плавно повышать величину напряжения. Для улучшения очистки и нагрева ТИ и ПТ в тлеющем разряде до более высокой температуры необходимо использовать резистивный нагреватель. Температура поверхности ниже 623 К.
Проведение нагрева поверхности резистивным нагревателем в процессе откачки вакуумной камеры
3.1.1.13.Откачать вакуумную камеру до давления 0,001 Па.
3.1.1.14.Выбрать ступень нагрева спирали резистивного нагревателя.
3.1.1.15.Включить резистивный нагреватель.
3.1.1.16.Нагреть ТИ, ПТ и тестовые образцы до требуемой температуры. Продолжительность нагрева зависит от температуры отпуска ТИ и ПТ
и требований по равномерности нагрева по сечению.
Примечание. При выборе ступени резистивного нагревателя учесть соотношение температур: нагрева спирали резистивного нагревателя, нагрева ТИ и ПТ и отпуска материала ТИ и ПТ:
1-я ступень – температура нагрева спирали 1033 К. 2-я ступень – температура нагрева спирали 1083 К. 3-я ступень – температура нагрева спирали 1153 К. 4-я ступень – температура нагрева спирали 1213 К.
При нагреве ТИ и ПТ резистивным нагревателем в течение 20 мин на 2-й ступени с вращением их температура составляет: сверла – 363 К, круглого образца из Ст.3 – 685 К, подшипника – 623 К. Вывод: при измерении температуры измерялась не только температура образцов, но и температура спирали (из-за сильного теплового излучения нагревателя).
3.2.Комплексная очистка – нагрев ТИ, ПТ и тестового образца
ввакуумной камере перед нанесением подслоя МП
3.2.1. Комплексная поочередная очистка поверхности ТИ и ПТ в тлеющем и дуговом разрядах.
Провести очистку поверхности ТИ и ПТ в два этапа:
3.2.1.1.Провести низкотемпературную очистку поверхности ТИ и ПТ
втлеющем разряде при бесконтактном нагреве поверхности ТИ и ПТ резистивным нагревателем до требуемой температуры.
167
3.2.1.2.Провести ионную очистку поверхности ТИ и ПТ электродуговым испарителем в среде инертного газа с нагревом поверхности ТИ и ПТ до требуемой температуры.
3.2.2.Комплексная поочередная очистка поверхности ТИ и ПТ в тлеющем, магнетронном и дуговом разрядах. Провести очистку поверхности ТИ и ПТ в три этапа:
3.2.2.1.Провести низкотемпературную очистку поверхности ТИ и ПТ
втлеющем разряде при бесконтактном нагреве поверхности ТИ и ПТ резистивным нагревателем до 373 К.
3.2.2.2.Провести низкотемпературную очистку поверхности ТИ и ПТ
вплазме магнетронного разряда.
3.2.2.3.Провести ионную очистку поверхности ТИ и ПТ электродуговым испарителем в среде инертного газа с нагревом поверхности ТИ и ПТ до требуемой температуры.
168
Приложение 2
ТЕХНОЛОГИЯПОЛУЧЕНИЯВЫСОКОЭКОНОМИЧНОЙ МНОГОСЛОЙНОЙПЛЕНКИTI-•TINП.С-TINН.С•-TINН.С МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОДУГОВОГОИСПАРЕНИЯСГРАДИЕНТОМСТРУКТУРЫ СЛОЕВИПОВЫШЕННОЙСОПРОТИВЛЯЕМОСТЬЮ
К ИСТИРАЮЩИМИДИНАМИЧЕСКИМТЕПЛОСИЛОВЫМ НАГРУЗКАМ
Оборудование, технологическая оснастка:
–вакуумная модернизированная автоматизированная установка магнетронного распыления и электродугового испарения УРМЗ.279.048;
–пинцет медицинский ГОСТ 21241–71;
–часы;
–щетка зубная ГОСТ 6388–74.
Технологический процесс
1.Получить задание, ТИ и ПТ у руководителя работ. Оформить запись
врабочем журнале.
2.Подготовить Ti катоды для испарения. Испаряемый материал катодов – Ti марки ВТ-1-00.
3.Протереть тканевой салфеткой, смоченной этиловым спиртом, держатель для Ti катодов.
4.Протереть внутрикамерную оснастку, подложкодержатель, внутреннюю поверхность вакуумной камеры безворсовыми тканевыми салфетками, смоченными этиловым спиртом ректификатом.
5.Включить вакуумную установку.
6.Открыть вентили водяного охлаждения верхней и нижней плиты вакуумной камеры, токоподвода нагревателя и катодов установки. Проверить расход воды в сливной воронке.
7.Прогреть вакуумную камеру до температуры 333…353 К.
8.Включить нагрев воды кнопкой «Подогрев воды». При необходимости форсированного нагрева автоматическим выключателем в шкафу управления включить секцию нагревателей.
9.Осуществить прогрев вакуумной камеры и ее дверцы путем естественной циркуляции горячей воды через бак подогрева.
169
10.Подготовить рабочее место. Не допускать загрязнения стола предметами, не участвующими непосредственно в технологическом процессе.
11.Подготовить технологическую оснастку.
12.Химически обработать поверхность технологической оснастки органическими растворителями в соответствии с пп. 2.2.1, 2.2.2 приложения 1.
13.Механически обработать поверхности ТИ, ПТ и тестовых образцов
всоответствии с п. 2.1 приложения 1. Удалить с ленточек, с задней и передней поверхности сверла остатки стружки и металлических загрязнений.
14.Химически обработать поверхности ТИ, ПТ и тестовых образцов в соответствии с п. 2.2 приложения 1 с целью снятия консервационной смазки.
15.Произвести ультразвуковую очистку (УЗО) ТИ, ПТ и тестовых образцов в соответствии с п. 2.3 приложения 1. Способ УЗО выбрать в зависимости от степени загрязнения ТИ и ПТ.
16.Произвести кратковременную ионную очистку – нагрев ТИ, ПТ и тестовых образцов одним электродуговым испарителем, расположенным на расстоянии 270 мм от поверхности ТИ и ПТ в соответствии с пп. 3.1.1.2.10–3.1.1.2.14 приложения 1. Ионную очистку провести в среде
инертного газа Ar при давлении в камере 0,01 Па, токе дуги 80 А с постепенным увеличением высокого напряжения до 600 В в течение 5 мин с на-
гревом ТИ, ПТ и тестовых образцов со скоростью Vнагр.подл = 70 К/мин до Тподл = 650 К, контролируемой пирометрическим методом. Пирометр сле-
дует наводить на острые кромки, в связи с тем, что скорость нагрева острых кромок ТИ и ПТ значительно выше, чем их основа.
17.Снять высокое напряжение с оснастки с ТИ, ПТ и тестовыми образцами, не выключая дугового испарителя.
18.Подать опорное напряжение 200 В на оснастку с ТИ, ПТ и тестовыми образцами.
19.Проконтролировать величину давления аргона 1,0 Па.
20.Установить потенциометрами «Стабилизирующая катушка» ток
встабилизирующих катушках электродуговых испарителей 0,6 А.
21. Установить потенциометрами «Фокусирующая катушка» ток
вфокусирующих катушках 0,2 А.
22.Установить ток дугового разряда на двух дуговых испарителях с Ti катодами 80 А.
23.Включить механизм вращения, нажав на кнопку «Вперед» или «Назад», ручкой потенциометра «об/мин» установить скорость вращения подложкодержателя 10 об/мин.
170