Устройство для нанесения покрытий в вакууме

(51)23 14/24 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ В ВАКУУМЕ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Физико-технический институт Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Жоглик Игорь Николаевич Григорович Игорь Михайлович Синцов Сергей Иванович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Физико-технический институт Национальной академии наук Беларуси(57) Устройство для нанесения покрытий в вакууме, содержащее вакуумную камеру, в которой расположен по меньшей мере один испаритель с расходуемым катодом, оснащенный фокусирующей плазмооптической системой, приспособление для установки изделий,8431 1 2006.08.30 размещенное на электрически изолированном от камеры металлическом приводе, подсоединенный к приводу источник электрического смещения, выполненный в виде трансформатора, отличающееся тем, что трансформатор содержит высоковольтную и низковольтную вторичные обмотки, каждая из которых одним незаземленным выходом электрически соединена с приводом через тиристорный блок управления, а вторым выходом - с вакуумной камерой. Предлагаемое изобретение относится к области нанесения покрытий в вакууме и может быть использовано для получения защитных, износостойких и декоративных покрытий из различных металлов, сплавов и их соединений с газами. Известно устройство для нанесения покрытий в вакууме, которое содержит вакуумную камеру, размещенный в ней испаритель с расходуемым катодом, оснащенный фокусирующей плазмооптической системой, и приспособление для установки изделий,расположенное на электрически изолированном от камеры металлическом валу, подсоединенный к металлическому валу источник отрицательного электрического смещения 1. Покрытия, полученные с использованием такого устройства, имеют сильнонапряженную структуру, и при росте толщины покрытия происходит его отслаивание. Повышенные внутренние напряжения в покрытии возникают также в результате больших величин ионного тока и появления микродуг, что заметно ухудшает качество покрытий. Наиболее близким по технической сути к заявляемому устройству является устройство, которое содержит вакуумную камеру, в которой размещен испаритель с расходуемым катодом, оснащенный фокусирующей плазмооптической системой, и приспособление для размещения изделий, расположенное на электрически изолированном от камеры металлическом валу. К валу подсоединен источник электрического смещения - низковольтный трансформатор. На внутренней стенке камеры смонтирован ускоритель нейтральных или ионизированных частиц газа, соединенный с источником питания. Для напуска газа камера снабжена натекателем, а откачка камеры производится через выходной патрубок. В случае нанесения покрытия изменяющегося цвета между испарителем и изделием размещен рассекатель 2. Указанное устройство не обеспечивает эффективного использования мощности, рассеиваемой на изделии, из-за подачи одинаковых по величине и длительности импульсов положительного и отрицательного потенциала смещения, а также происходит несимметричная нагрузка трансформатора в процессе вакуумно-дугового осаждения покрытия. Задачей предлагаемого изобретения является создание устройства для нанесения покрытий в вакууме, обеспечивающего получение покрытий повышенного качества на более широкий ряд материалов изделий (силумины, латунь, пластмассы) и позволяющего наиболее эффективно использовать мощность вакуумно-дугового разряда в процессе осаждения покрытий. Поставленная задача решается следующим образом устройство для нанесения покрытий в вакууме содержит вакуумную камеру с размещенным в ней испарителем с расходуемым катодом, оснащенным фокусирующей плазмооптической системой, смонтированный на внутренней стенке камеры ускоритель нейтральных или ионизированных частиц газа,натекатель для напуска газа и патрубок для откачки, а также приспособление для размещения изделий, расположенное на электрически изолированном от камеры приводе, к которому подсоединен источник электрического смещения - трансформатор, содержащий высоковольтную и низковольтную вторичные обмотки, каждая из которых одним незаземленным выходом электрически соединена с приводом через тиристорный блок управления,а вторым выходом - с камерой. На фигуре представлена схема предлагаемого устройства. 2 8431 1 2006.08.30 Устройство для нанесения покрытий в вакууме содержит вакуумную камеру 1, в которой размещен испаритель 2 с расходуемым катодом 3, оснащенный фокусирующей плазмооптической системой 4. На внутренней стенке камеры смонтирован ускоритель 5 нейтральных или ионизированных частиц газа, соединенный с источником питания 6. Для напуска газа камера снабжена натекателем 7, а для откачки - выходным патрубком 8. В случае нанесения покрытия изменяющегося цвета между испарителем и изделием размещен рассекатель 9. Внутри камеры установлено приспособление 10 для размещения изделий, расположенное на электрически изолированном от камеры приводе 11. К приводу подсоединен источник электрического смещения 12, состоящий из трансформатора 13,высоковольтная 14 и низковольтная 15 вторичные обмотки которого незаземленным выходом соединены с приводом через тиристорный блок управления 16. Устройство для нанесения покрытий в вакууме работает следующим образом. В вакуумную камеру 1 помещают изделия, разместив их на приспособление 10. Приспособление может иметь форму стола или специальную конструкцию под конкретное изделие. Затем проводят откачку камеры через патрубок 8. Устанавливают натекателем 7 требуемое давление газа (, 2) и включают ускоритель нейтральных или ионизированных частиц газа. После этого зажигают электрическую дугу на катоде 3 испарителя 2, одновременно включают источник электрического смещения 12 и осуществляют осаждение покрытия. При этом коммутацию положительного и отрицательного импульсов напряжения смещения, а также регулировку амплитуды их продолжительности осуществляют тиристорным блоком управления 16. Предлагаемое устройство возможно к применению при изготовлении деталей кузнечно-штампового и инструментального производства, а также для восстановления изношенных деталей в автомобиле- и тракторостроении. Источники информации 1. Аксенов И.И., Антуфьев Ю.Н., Брень В.Г., Подолко В.Г., Попов А.И., Хорошик В.М. Об условиях синтеза нитридов при конденсации плазменных потоков // Физика и химия обработки материалов. - 1984. -4. - С. 43-44. 2.2073743, 20.02.1997 // Бюл.5. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3