Пристрій для осадження багатокомпонентних покриттів
Номер патенту: 52163
Опубліковано: 10.08.2010
Формула / Реферат
1. Пристрій для осадження багатокомпонентних покриттів, що містить вакуумну камеру-анод, катод і тримач виробів, який відрізняється тим, що він забезпечений циліндричною обичайкою з опорою обертання, яка розміщена у центрі вакуумної камери з можливістю обертання навколо своєї осі, по зовнішньому периметру обичайки рівномірно розташовані та жорстко закріплені декілька тримачів виробів, а усередині вакуумної камери на її бічних фланцях рівномірно розташовано декілька катодів, що виконані з різних розпилюваних матеріалів, та які повернені поверхнею випарування до тримачів з виробами.
2. Пристрій для осадження багатокомпонентних покриттів за п. 1, який відрізняється тим, що пристрій містить три катоди для трикомпонентних покриттів, причому кожний катод знаходиться у вершині уявного трикутника.
Текст
1. Пристрій для осадження багатокомпонентних покриттів, що містить вакуумну камеру-анод, катод і тримач виробів, який відрізняється тим, що він забезпечений циліндричною обичайкою з опорою обертання, яка розміщена у центрі вакуу 3 52163 4 можливістю обертання навколо своєї осі, по зовосі. По зовнішньому периметру обичайки 2 рівнонішньому периметру обичайки рівномірно розтамірно розташовані та жорстко закріплені декілька шовані та жорстко закріплені декілька тримачів тримачів виробів 3, на яких розміщені та закріплені виробів, а усередині вакуумної камери на її бічних вироби. Усередині вакуумної камери 1, на її бічних фланцях рівномірно розташовано декілька катодів, фланцях рівномірно розташовано декілька катодів, що виконані з різних розпиляємих матеріалів, та наприклад, 4, 5, 6, що виконані з різних розпиляєякі повернені поверхнею випарування до тримачів мих матеріалів, та повернені поверхнею випаруз виробами. вання до тримачів 3 з виробами. Крім того, приКрім того, пристрій для осадження багатокомстрій ще забезпечений іншими елементами та понентних покриттів містить три катоди для трикопристроями, що необхідні для його роботи: 7 мпонентних покриттів, причому кожний катод зназварювальні випрямлячі; 8 - блок для подання ходиться у вершині уявного трикутника. робочого газу у камеру 1; 9 - джерело постійної У результаті використання корисної моделі, негативної напруги, а також інші, наприклад, сисщо заявляється, забезпечується одержання технітема вакуумної відкачки, водяна система, випарчного результату, який полягає в підвищенні проник, насоси (на кресленні не показані). дуктивності пристрою й можливості рівномірного В залежності від складу покриття і його ексформування багатокомпонентних шарів покриттів плуатаційних характеристик, кількість катодів та їх із заданими складом й властивостями в одному геометрія розташування можуть змінюватися. Навакуумному обсязі за один технологічний цикл приклад, у випадку необхідності осадження трикоодночасно на поверхні декількох виробів - деталей мпонентних покриттів, пристрій містить три катоди машин і механізмів. 4, 5, 6, причому кожний катод знаходиться у верЗазначений технічний результат досягається шині уявного трикутника. за рахунок наявності відмітних ознак пристрою Пристрій для осадження багатокомпонентних циліндричної обичайки з опорою обертання, яка покриттів працює таким чином. Спочатку вироби, розміщена у центрі вакуумної камери з можливісна поверхні яких необхідно нанести покриття, тю обертання навколо своєї осі, яка дозволяє рівустановлюються на тримачах 3, які рівномірно номірно розташувати по її зовнішньому периметру розташовані по зовнішньому периметру обичайки декілька тримачів виробів, що сприяє підвищенню 2, і закріплюються. У камері 1 створюється вакуум продуктивності пристрою та забезпечує рівномірза допомогою вакуумної системи. По досягненні в ність нанесення покриттів на вироби. А завдяки камері 1 необхідного робочого вакууму, створюнаявності декількох катодів, що виконані з різних ється дуговий розряд. Для цього подається напрурозпиляємих матеріалів, повернені поверхнею ження з 9 та здійснюється іонне очищення поверхвипарування до тримачів з виробами, та які рівноні виробів за допомогою одного з катодів. На мірно розташовані усередині вакуумної камери на катоді знаходиться матеріал для розпилювання. її бічних фланцях, досягається можливість рівноТиск у вакуумній камері 1 визначається властивосмірного формування багатокомпонентних покриттями розпилюваємого материалу. Після цього, тів із заданими складом й властивостями (зносокамера 1 заповнюється інертним робочим газом за стійких і корозійностійких, термічновитривалих і допомогою блока 8. Деталі на тримачах виробів 3 інших покриттів). У цілому, відмітні ознаки приу вакуумній камері 1 приводяться в обертовий рух строю, що заявляється, є суттєвими й необхідними щодо катодів 4, 5, 6, завдяки обертанню циліндридля досягнення нового технічного результату. чної обичайки 2 навколо своєї осі із заданою швиЗа наявними в заявників відомостями, сукупдкістю. Тверда речовина (метал) - катодів 4, 5, 6 ність суттєвих ознак, що характеризують сутність випаровується у вакуумі під дією низьковольтної корисної моделі, що заявляється, не відома з рівня електричної дуги постійного струму. При випаротехніки, що дозволяє зробити висновок про відповуванні у вакуумній камері 1 утворюється високоівідність корисної моделі критерію "новизна". Корионізована плазма випаруваної речовини. Між касна модель, що заявляється, може бути неодноратодами 4, 5, 6 і тримачами 3 з виробами зово здійснена й виготовлена відомими в створюється регульована різниця потенціалів. В промисловості, у тому числі у машинобудуванні, електричному полі заряджені частки плазми присспособами з використанням відомих засобів, що корюються до досягнення енергії, пропорційній дозволяє зробити висновок про її відповідність різниці потенціалів, і спрямовуються до оброблюкритерію "промислова застосовність". Таким чином ваних виробів, що розміщені на тримачах 3, утвокорисна модель, що заявляється, відповідає всім рюючи на поверхні оброблюваних виробів багатоумовам її патентоспроможності. компонентне, щільне й рівномірне по товщині Сутність корисної моделі пояснюється креспокриття. ленням, де схематично зображений пропонований У режимі напилювання пристрій забезпечує: пристрій для осадження багатокомпонентних покзбудження й стабільне горіння електричної дуги риттів. На кресленні позначено: 1 - вакуумна камеміж катодом і анодом, стабілізацію катодної плями ра-анод; 2 - циліндрична обичайка; 3 - тримачі електричною дугою на робочій поверхні катода, виробів; 4, 5, 6 - катоди; 7 - зварювальні випрямвисокі фізико-механічні властивості покриття на лячі; 8 - блок для подання робочого газу у камеру оброблюваних виробах, рівномірність покриття по 1; 9 - джерело постійної негативної напруги. всій поверхні виробу, охолодження робочої камеПристрій містить вакуумну камеру-анод 1 та ри. Властивості покриттів визначаються параметзабезпечений циліндричною обичайкою 2 з опорами процесу їх нанесення. Для кожного матеріарою обертання, яка розміщена в центрі вакуумної лу оброблюваних виробів й типу (за складом) камери 1 з можливістю обертання навколо своєї покриття існують оптимальні режими іонного бом 5 52163 6 бардування і режими осадження покриття, які запературу напилюваного виробу перед нанесенням даються у кожному випадку, що приводить до покриття й уникнути зниження показників міцності одержання найбільш досконалої структури із заповерхні. Іонне бомбардування збільшує щільність даними властивостями. центрів утворювання зародків, зменшує кількість Приклад. Одержання покриттів з подвійних сидефектів, уводить теплову енергію безпосередньо стем нітридів на робочі поверхні деталей об'ємнов поверхневу зону, стимулюючи дифузійні процего гідроприводу. Для нанесення покриття Ti-Cr-N си. Іонне бомбардування приводить до зменшення була використана пропонована установка (див. розмірів зерен, сприяє формуванню нанокристалікреслення). У центрі вакуумної камери 1 вмонточних плівок. Регулюючи енергію й щільність потоку вана циліндрична обичайка 2 з тримачами 3 вироіонів, що бомбардують, можна управляти розмірабів, на які наноситься покриття. На бічних фланцях ми зерен. Для одержання заданого складу покритвакуумної камери 1 розміщено три джерела плазтя визначаються оптимальні температура нагріву ми на основі вакуумних дуг, які містять три метата режими іонного бомбардування. Після іонного леві катоди 4,5,6, причому кожний катод знахобомбардування, камеру 1 заповнюють робочим диться у вершині уявного трикутника. Одним із газом - азотом. Дослідження показали, що в кожджерел плазми (катод 4) випаровували Ті, а іншиному конкретному випадку необхідно оптимізувати ми двома - Сr. Рівномірність покриття по товщині процес осадження покриття для досягнення бажазабезпечувалася підбором швидкості обертання них результатів, що передбачає вибір як режимів обичайки 2. Оптимальна швидкість обертання іонного бомбардування, так і осадження покриттів. обичайки 2 при нанесенні трикомпонентного покПокриття Ti-Cr-N наносили, наприклад, при настуриття становить 10 об/хв. Для нанесення було пному співвідношенні інгредієнтів (% по масі): Ті обране покриття системи Ti-Cr-N з попереднім 10-75; Сr - 5-70; N - 15-21. Оптимальні режими іонним бомбардуванням поверхні виробів. У якості процесу нанесення покриття Ti-Cr-N на робочі поматеріалу для іонного бомбардування був обраверхні деталей об'ємного гідроприводу наведено в ний Сr, тому що він дає можливість знизити темтаблиці. Таблиця Струм дуги, Струм дуги, Напруга Струм Тиск Р, Час t, I1 , А I2 , А U, В I, А торр хв 1-й етап: очищення, розігрів й активація іонами хрому 80 90 2 1∙10-4 7 2-й етап: напилювання шару покриття в або азотовмісного газу атмосфері азоту Матеріал емісійного катода Хром 2 катода: 1-й-хром; 2-й - титан 80 З результатів численних досліджень слідує, що на поверхню оброблюваної деталі в основному осаджуються молекули матеріалу покриття, що вже сформувалися. Температура виробу, на яку наносилось покриття, контролювалась за допомогою відомого інфрачервоного пірометра «Смотрич». Нанесення покриття нітриду титану на деталі об'ємного гідроприводу вплинуло на їх триботехнічні характеристики: підвищилася зносостійкість, зменшився коефіцієнт тертя, а також корозійна стійкість, що в цілому веде до підвищення ефективності роботи цих відповідальних деталей та їх довговічності. Заявлений пристрій для осадження багатокомпонентних покриттів при використанні дозволяє забезпечити можливість рівномірного формування багатокомпонентних шарів таких покриттів із заданими складом й властивостями в одному вакуумному обсязі за один технологічний цикл одночасно на поверхні декількох деталей машин і механізмів, а також варіювати складом покриття, що веде до підвищення працездатності 70 150 3 5∙10-3 25 цих деталей машин і механізмів за рахунок підвищення їх триботехнічних характеристик, зносостійкості, довговічності. По даній корисній моделі виготовлений дослідний зразок, який пройшов випробування, що підтвердили його працездатність і одержання очікуваного позитивного ефекту. Запропонований пристрій може знайти застосування в установках для одержання багатокомпонентних покриттів на деталях і різноманітних пристроях, що використовують, в основному у машинобудуванні, для підвищення їх працездатності, у тому числі, при їх відновлюванні. Джерела інформації. 1. Справочник оператора установок по нанесению покрытий в вакууме /А.И. Костржицкий, В.Ф. Карпов, М.П. Кабанченко и др. М.: Машиностроение, 1991, стр. 80, рис. 4.2. 2. Исхаков С.С., Ходакова Т.А., Лаптев В.Г. Новый метод упрочнения трущихся деталей. Тракторы и сельхозмашины. 1978, № 6, стр. 3739 (прототип). 7 Комп’ютерна верстка В. Мацело 52163 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюDevice for deposition of multi-component coatings
Автори англійськоюRyzhkov Yurii Volodymyrovych, Hlushkova Diana Borysivna
Назва патенту російськоюУстройство для осаждения многокомпонентных покрытий
Автори російськоюРыжков Юрий Владимирович, Глушкова Диана Борисовна
МПК / Мітки
МПК: C23C 14/24
Мітки: осадження, багатокомпонентних, покриттів, пристрій
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/4-52163-pristrijj-dlya-osadzhennya-bagatokomponentnikh-pokrittiv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій для осадження багатокомпонентних покриттів</a>
Попередній патент: Спосіб видалення стенозуючої пілоричної мембрани
Наступний патент: Пристрій для вихрового спалювання рідкого палива
Випадковий патент: Спосіб навчання льотного і інженерно-технічного складу транспортних засобів, переважно повітряних