[發明專利]模塊化電極大氣等離子體加工碳化硅密封環類零件的方法

有效

• 申請號: 201310177067.8
• 申請日: 2013-05-14
• 公開（公告）號: CN103231418A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 王波;金江;姚英學;金會良;喬政;李娜;辛強;李鐸
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B26F3/06
• 分類號: B26F3/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.模塊化電極大氣等離子體加工碳化硅密封環類零件的方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟一：將圓盤形電極架（1）的上端面絕緣連接在龍門加工機床（2）的豎直運動工作轉軸（2-1）上，圓盤形電極架（1）的上端面上設置有多個薄片形電極模塊（1-1）的安裝孔（1-4），當薄片形電極模塊（1-1）安裝在圓盤形電極架（1）上的安裝孔（1-4）時，薄片形電極模塊（1-1）與圓盤形電極架（1）的直徑所在直線共線，根據待加工碳化硅密封環類零件（4）微結構面型的要求選擇薄片形電極模塊（1-1）的個數；使每片薄片形電極模塊（1-1）都通過圓盤形電極架（1）與射頻電源（3）的輸出端連接作為大氣等離子體放電的陽極；圓盤形電極架（1）上的多個出氣孔（1-2）都通過圓盤形電極架（1）中心的導氣孔（1-3）、氣管（6-1）與混合等離子體氣源（6）導氣連通，圓盤形電極架（1）上的每個出氣孔（1-2）的出口端分別設置在每片薄片形電極模塊（1-1）附近；

步驟二：將待加工碳化硅密封環類零件（4）裝卡在地電極（2-3）上，地電極（2-3）固定在龍門加工機床（2）的工作平臺（2-2）上；將地電極（2-3）接地作為大氣等離子體放電的陰極；將龍門加工機床（2）設置在密閉工作艙（5）中；

步驟三：圓盤形電極架（1）的回轉軸心線與待加工碳化硅密封環類零件（4）的軸心線重合，使每片薄片形電極模塊（1-1）的下端面都靠近待加工碳化硅密封環類零件（4）的待加工表面，并使它們之間都保持一定的放電間隙，放電間隙范圍均為1mm-5mm；

步驟四：預熱射頻電源（3），預熱時間為5-10分鐘；然后打開混合等離子體氣源（6），混合等離子體氣源（6）包含反應氣體、大氣等離子體激發氣體和輔助氣體，使大氣等離子體激發氣體的流量為1升/分鐘~40升/分鐘，反應氣體與大氣等離子體激發氣體的流量比為1：10~1：1000；輔助氣體與反應氣體的流量比為1：10~1：1；

步驟五：當每片薄片形電極模塊（1-1）與待加工碳化硅密封環類零件（4）的待加工表面之間的區域內充滿大氣等離子體激發氣體、反應氣體與輔助氣體的混合氣體后，啟動射頻電源（3），逐步增加射頻電源（3）的功率，使功率達到100W-400W，同時控制射頻電源（3）的反射功率為零，在射頻電源（3）工作的過程中持續穩定的通入混合氣體，使所有薄片形電極模塊（1-1）與待加工碳化硅密封環類零件（4）的待加工表面之間的放電區域都產生穩定的等離子體放電，啟動龍門加工機床（2）的轉軸（2-1）轉動，使圓盤形電極架（1）做回轉運動，從而帶動所有薄片形電極模塊（1-1）繞回轉軸心線做回轉運動；

步驟六：根據去除量的要求，控制所有薄片形電極模塊（1-1）的運動軌跡和在零件表面的駐留時間，用上述產生的大氣等離子體對零件表面進行加工；

步驟七：待加工完成后，關閉射頻電源（3）的電源，關閉混合等離子體氣源（6），停止龍門加工機床（2）的轉軸（2-1）轉動，取出待加工碳化硅密封環類零件（4），對加工去除深度進行測量，以判斷是否達到加工要求。

2.根據權利要求1所述的模塊化電極大氣等離子體加工碳化硅密封環類零件的方法，其特征在于所述薄片形電極模塊（1-1）的材質為鋁。

3.根據權利要求1所述的模塊化電極大氣等離子體加工碳化硅密封環類零件的方法，其特征在于所述混合等離子體氣源（6）中的大氣等離子體激發氣體為氦氣或氬氣；反應氣體為六氟化硫、四氟化碳或三氟化氮；輔助氣體為氧氣、氫氣或氮氣。