Устройство для нанесения покрытий

Устройство для нанесения покрытий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

п ентнв-те> н..:. . - .",квл . бл иоте::а t. Б 4

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИС Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ (lii796248

Н АВТОР СНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 3 1.0 1. 78 (21) 2568 105/18-21 с присоединением заявки М (23) П риоритет

Опубликовано 15.01 81. Бюллетень Ж

Дата опубликования описания 18.01..81 (51)M. Кл.

С 23 С 15/00

Гоаударстоенный комитет

СССР (53) ДК 621. 793. .. 14(088.8) по делам изооретеннй н открытий

A. И. Григоров, А. М. Дороднов, А. Ф. Исаков, М. Д. Киселев, 10. А. Перекатов, А. Ф. Рогозин и Б. Л. Таубкин (72) Авторы изобретения

Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт технологии автомобильной промышленности (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ

И во бретение относится к нанесен ию покрытий в вакууме, в частности покры- . тий сложного состава, на изделия, работающие в тяжелых эксплуатационных условиях.

Известно устройство для нанесения

5 покрытий в вакууме, содержащее катод из испаряемого материала с торцовой рабочей поверхностью, кольцевой анод и магнитную катушку, расположенную коак-.

t0 сиально катоду (1 ), Недостатком этого устройства являе1 ся то, что оно не позволяет нано- сить покрытия сложного состава, например окислы карбида и нитриды и их различные комбинации, необходимые для образования на поверхности иэделия износостойких, .жаростойких покрытий, способных работать в тяжелых производственных условиях. 20

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройсч во для нанесения покрытий, содержащее вакуумную камеру с соосно размещенными в ней источником ускоренных ионов, газовым коллектором и подложкодержателем с подложками, находящимися под отрицательным потенциалом (2).

Недостатком этого устройства являеч ся его низкая производительность и низкое качество покрытий, обусловленное тем, что степень иониэации плазмы недс>> статочно высокая, и ее величина дополнительно снижается при смешении с пото. ком реактивного газа. Сам же реактивный гаэ иониэируется потоком плазмы в очень малой степени. В то же время эффективность протекании плазмохимической реакции (скорость, полнота .в объеме и на поверхности конденсации) в огромной степени зависит от потенциальной энергии частиц, участвующих в реакции: чем выше степень возбуждения и иониэации частиц, образующих покрытие, тем выше скорость и полнота ее протекания.

11ель изобветения — повышение производительности и улучшение качества покрытий.

796248 4

Бель достигается тем,что в устройстве цпя нанесения покрытий, содержащем вакуумную камеру с coocHQ размещенными в ней источником ускоренных ионов, геаовьв - колцекгором и подложкоцержа гелем с подложками, находящимися под отрицательным потенциалом,подложкодержатель выполнен в виде полого незамкнутого тела, внутри которого размещены подложки и элементы их фиксации.

На чертеже показано предложенное устройство.

Устройство содержит источник ускоренных ионов металла покрытия, включаю ций цилиндрический катод 1 с торцовой рабочей поверхностью, выполненный из исперяемого материала, соосно установленный с катодом кольцевой анод 2, своей широкой стороной направленный в сторону движения плазменного потока,и электромагнитную катушку,З, расположенную коаксиально с катодом 1, а также источник 4 электропитания дугового разряде. Соосно с катодом 1 установлен газовый каплектор 5 с равномерно ресположенными по кольцу отверстиями, служащими дпя подачи реактивного газа, в частности азота, от системы подачи (на чертеже не показана), Соосно с катодом 1 и коллектором 5 установлен подложкодержатепь 6 с подложками 7, представляющий собой полое незамкнутое тело, у которого передний торец открыт в сторону плазменного потока, выходящего из источника ускоренных ионов, а в аецпем торце выполнены элементы фиксации подложек (метчиков, сверл, протяжек и т.д.), Подложкодержатель 6 со- единен с источником 8 создания отрицательного потенциала. Все элементы устройстве находятся в вакуумной кемере (на чертеже не показана).

Устройство работает следующим образом.

Между катодом 1, материал которого поступает в межэлекгроцное пространство ускоритепя,"и анодом 2 зажигается разряд, пигаемый ог основного исгочнике 4. Б связи с взеимоцейсгвием гоков разряда с магнитным полем, соадаваемым электромагнитной катушкой 3, плазма уокоряется и направляется к подложкодержателю 6 с подложками 7, на которых требуется получить покрытие сложного состава. Ускоренная плазма проходит мимо газового коллектора 5 с отверстиями цля подачи реактивного газа, сливается с газом и вступает с пим в реакцию, образуя, например нитриды. Плазменный поток поступает внутрь подложкоцержателя с подложками, выполненного в виде полого незамкнутого тела, подключенного к отрицательному полюсу дополнительного источника электропитания.

8. Из-за этого в поступающей плазме зажигается разряд с подложкодержателем, э котором электроны плазмы совершают.

tO осцилляцию, что приводит к реакому увеличению срока их жизни в разрядном объеме и повышению ионизирующей способносги. Зго выаывает дополнительную эффективную иониаацию плааменного потока внутри подложкодержатепя 6 осциллирующими электронами, что, в свою очередь, приводит к увеличению скорости и полноты протекания плазмохимической реакции на поверхности покрываемых иа20 целий и в объеме, непосредственно примыкающем к ней, а следовательно, к . увеличению производительности, процесса и повышению его эффективности.

Подложки крепятся с зазорами друг относительно друга в элементах фиксации. подложкодержателя и электрически соединены с ним. Такое расположение подло-! жек приводит к образованию многоячеиотого полого катода, в котором еще. более усиливаются эффекты осцилляции электронов, и, таким образом, еще более повышается аффективность процесса нанесения покрытия сложного состава. Подложки, подлежащие напылению, располага35,юг в подложкодержагеле следующим обра« аом. При диаметре напыляемых изделий, равном 5 — 14 мм, расстояние между их осями составляет 7 мм, а при диамет ре, равном 14 мм, составляет величину, 40 ревную двум диаметрам напыпяемого изделия. Это, в частности, поаволяет отказаться от сложных механиамов вращения изделий в процессе нанесения покрытия.

Таким образом, предлагаемое устрой45 ство позволяет значительно увеличить производительность. Полученные на известном и предлагаемом устройствах образцы мегалпорежущего инструмента испытаны в лабораторных (точение проходи ными резцами контрольного образца), а также в завод ких условиях, Стойкость резцов и сверл увеличивается в 2,5 рааа, а стойкость метчиков - в 3 раза, следовательно, предлагаемое устройство позволяет получить более качественное покрытие.

Формула иаобретения

Устройство для нанесения покрытий, содержащее вакуумную камеру с сорснг

79524S d

Источники информации, принятые во внимание при експертизе

1. Блинов И. Г. и др. Обзоры по . електронной технике . М., Электротех» ника, 1974, вып. 8(269), с, 40. размещенными в ней источником ускоренных ионов, газовым коллектором и подложкодержателем с подложками, находящимися под отрицательным потенциалом, о т л и ч а ю щ е е с я.,тем, что, с целью повышения производительности и и улучшения качества покрытий, подложкодержатель выполнен в виде полого не- 2. Авторское свидетельство СССР замкнутого тела, внутри которого разме- по заявке Ж 2102222/18-21, 1975 щены подложки и елементы их фиксации. iO (прототип), Составитель Л. Беспалова

Редакто Ю Пе шко ТехРед А. Ач Ко ект М. Вигула

Заказ 9709/37 Тираж 1059 П сдп исное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., л. 4/5

Филиал "Патент, г, Ужгород, ул. Проектная,4