Спосіб одержання покриттів у вакуумі

Изобретение относится к области получения покрытий в вакууме и может быть использовано при создании покрытий с высокими механическими, адгезионными, антикоррозионными свойствами, например, для упрочнения лопаток турбин и т. д. Известные способы нанесения покрытий в вакууме (термический, газофазный и ионноплазменный [1, 2] часто не обеспечивают необходимую прочность сцепления покрытия с подложной. Кроме того существует ограничение по толщине формируемой пленки из-за опасности развития в ней сквозных тре щин и последующего разрушения покрытия под действием механических и тепловых напряжений. Возможность образования в таких покрытиях сквозных микропор ухудшает антикоррозионные свойства. Цель изобретения - повышение прочности сцепления покрытия с подложкой, снижение пористости. Изобретение обеспечивает повышение качества пленок за счет уменьшения внутренних напряжений в покрытиях, повышения их равномерности, снижения шероховатости. Поставленная цель достигается последующей обработкой нанесенных покрытий высокоэнергетическим плоским электронным лучом. В результате образуется промежуточный слой, содержащий материал основы и покрытия. Нанесение покрытия и упрочнение производятся в одном технологическом цикле. На чертеже (фиг.) приведена схема установки для реализации предлагаемого способа получения покрытий. Установка состоит из вакуумного поста 3, системы контроля вакуума 4, натекателя 5, электронной пушки 6, испарителя 9, системы управления 10, привода подложки 12, регулятора температуры 13, нагревателя 14, датчика температуры 15, источников питания испарителя 8, электронной пушки 7 и подложки 11. Образцы 2 устанавливаются на подложке 1 барабанного типа. Вакуумное пространство разделяется металлическим экраном на две области: 1) область действия испарителя; 2) область действия электронно-лучевой пушки. Получение покрытий производят следующим образом. В вакуумной камере создают разрежение необходимое для нанесения покрытий. В момент достижения требуемого разрежения система контроля вакуума 4 выдает сигнал, по которому включается испаритель 9. Во время нанесения покрытия разрежение задается системой управления 10 в соответствии с те хнологическим процессом, зависящим от состава и характеристик формируемых пленок. При этом нанесение покрытий может производиться любым из известных способов. Для упрочнения сформированной основы покрытия привод подложки 12 перемещает образцы в область действия электронно-лучевой пушки 6. Процесс электронно-лучевой обработки производится при постоянном давлении (5 × 10мм рт. ст.). Дальнейшее осаждение покрытия до заданной толщины проводится в несколько этапов с промежуточным упрочнением электронным лучом. Для обеспечения стабильности температуры образцов и управления скоростью ее изменения в состав установки входят регулятор 13, нагреватель 14 и датчик температуры 15. Перемещение обрабатываемых деталей осуществляется приводом подложки 12, который имеет две скорости вращения: 1) порядка 10об/мин - для перемещения образцов из области действия электронной пушки в область действия испарителя ; 2) порядка 2об/мин - для перемещения в области действия электронной пушки. В состав привода подложки входит устройство позиционирования, которое обеспечивает поворот деталей на требуемый угол. Система управления 10 управляет работой всей установки и задает последовательность выполнения технологических операций. Пример. Для нанесения покрытий используется ионно-плазменный метод. Упрочнение проводится с помощью электроннолучевой п ушки, имеющей следующие те хнические характеристики: Ширина луча 100мм Толщина луча 0,5 - 5мм Удельная мощность Не более электронного луча 10Вт/см Температура предварительного нагрева изделий Не более 800°C Общая мощность луча 0 - 5кВт Система управления 10 формирует сигналы, обеспечивающие включение и выключение пушки, а также управление плотностью распределения электронного потока. Питание электронно-лучевой пушки осуществляется от источника 7, который имеет следующие характеристики: Ускоряющее напряжение 2,5 - 10кВ Напряжение питания катода 0 - 30В