BR112020010708A2 - instalação de deposição a vácuo e kit para montagem de uma instalação de deposição a vácuo - Google Patents
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Abstract
A invenção refere-se a uma instalação de deposição a vácuo para depositar continuamente, em um substrato móvel, revestimentos formados a partir de metal ou de liga de metal, e compreendendo:
- um invólucro central que compreende um revestidor a jato de vapor, as paredes internas do invólucro central sendo adequadas para serem aquecidas a uma temperatura acima da temperatura de condensação dos vapores de metal ou de liga de metal,
- uma armadilha de vapor localizada na saída de substrato do invólucro central, as paredes internas da armadilha de vapor sendo adequadas para serem mantidas a uma temperatura abaixo da temperatura de condensação dos vapores de metal ou de liga de metal, e
- a passagem que liga o invólucro central à armadilha de vapor, compreendendo pelo menos um conector térmico que se estende pelo menos das paredes internas do invólucro central até as paredes internas da armadilha de vapor.
Description
[001] A presente invenção refere-se a uma instalação de deposição a vácuo para depositar, em um substrato, revestimentos formados a partir de metal ou de liga de metal, como por exemplo, ligas de zinco e zinco- magnésio, sendo a referida instalação mais particularmente destinada ao revestimento de tiras de aço, sem se limitar a elas.
[002] A presente invenção também se refere ao método para revestir um substrato do mesmo.
[003] São conhecidos vários processos para depositar revestimentos de metal, eventualmente compostos por ligas, em um substrato, como uma tira de aço. Entre estes, podem ser mencionados o revestimento por imersão a quente, a eletrodeposição e também os vários processos de deposição a vácuo, como evaporação a vácuo e pulverização por magnetron.
[004] É conhecido a partir do documento WO 97/47782 um método para o revestimento contínuo de um substrato de aço no qual um spray de vapor de metal, impulsionado a uma velocidade superior a 500 m/ s, entra em contato com o substrato. Para melhorar a eficiência deste método, a instalação de deposição a vácuo correspondente compreende uma câmara de deposição cujas paredes internas são adequadas para serem aquecidas a uma temperatura alta o suficiente para evitar a condensação de vapores de metal ou de liga de metal sobre elas.
[005] No entanto, foi observado que, na saída da câmara de deposição, a transição térmica é tão alta que o zinco tende a condensar fortemente nas proximidades das aberturas de entrada e saída ao redor da tira de metal. Em caso de mudança para uma faixa mais larga, o acúmulo de zinco pode impedir o movimento da faixa. Para evitar esse acúmulo, a limpeza regular da câmara de deposição é obrigatória, o que reduz significativamente a produtividade do equipamento.
[006] O objetivo da presente invenção é, portanto, remediar os inconvenientes das instalações e processos do estado da técnica, fornecendo uma instalação de deposição a vácuo que evita a condensação de vapores de metais ou de ligas de metal nas aberturas da câmara de deposição.
[007] Para este propósito, um primeiro objeto da presente invenção é uma instalação de deposição a vácuo para depositar continuamente, em um substrato móvel, revestimentos formados a partir de metal ou de liga de metal, a instalação compreendendo uma câmara de vácuo através da qual o substrato pode correr ao longo de um determinado caminho, em que a câmara de vácuo compreende ainda: - um invólucro central compreendendo uma entrada de substrato e uma saída de substrato localizada em dois lados opostos do invólucro central e um revestidor a jato de vapor, as paredes internas do invólucro central sendo adequadas para serem aquecidas a uma temperatura acima da temperatura de condensação dos vapores de metal ou de liga de metal, - uma armadilha de vapor na forma de um invólucro externo localizado na saída de substrato do invólucro central, as paredes internas da armadilha de vapor sendo adequadas para serem mantidas a uma temperatura abaixo da temperatura de condensação dos vapores de metal ou de liga de metal, e a passagem que liga o invólucro central à armadilha de vapor, compreendendo pelo menos um conector térmico que se estende pelo menos das paredes internas do invólucro central até as paredes internas da armadilha de vapor.
[008] A instalação de acordo com a invenção também pode ter os recursos opcionais listados abaixo, considerados individualmente ou em combinação:
- o conector térmico compreende uma peça de metal monobloco;
- a peça de metal é feita de metal com condutividade térmica superior a 20 W.m-1K-1;
- a peça de metal é em cobre;
- a espessura do conector térmico é compreendida entre 6 e 18 mm; - o conector térmico tem um formato uniforme e se estende por toda a largura da saída de substrato do invólucro central;
- o conector térmico é de seção transversal retangular;
- o conector térmico se projeta no invólucro central e está em contato com as paredes da armadilha de vapor;
- o conector térmico se projeta para dentro da parede interna do invólucro central de pelo menos 4 mm;
- a armadilha de vapor compreende um lado para dentro e o conector térmico não se estende além do plano da parede interna do lado para dentro da armadilha de vapor;
- a armadilha de vapor compreende um lado para dentro,
destinado a entrar em contato com o invólucro central, do qual o conector térmico se projeta na direção para dentro e é adequado para ser inserido na cavidade do invólucro central;
- a saída de substrato do invólucro central compreende o conector térmico que se projeta da saída de substrato e é adequado para entrar em contato com as paredes da armadilha de vapor;
- o invólucro central compreende um aquecedor local adjacente ao conector térmico;
- a instalação de deposição a vácuo compreende ainda uma segunda armadilha de vapor localizada na entrada de substrato do invólucro central; - a passagem que liga o invólucro central à armadilha de vapor compreende dois conectores térmicos, um abaixo do caminho do substrato e outro acima do caminho do substrato; e - o conector térmico se projeta na armadilha de vapor e está em contato com as paredes do invólucro central.
[009] Um segundo objeto da invenção é um kit para montagem de uma instalação de deposição a vácuo para depositar continuamente, em um substrato móvel, revestimentos formados a partir de metal ou de liga de metal, o kit compreendendo: - um invólucro central compreendendo uma entrada de substrato e uma saída de substrato localizada em dois lados opostos do invólucro central e o orifício de saída de vapor de um revestidor a jato de vapor, as paredes internas do invólucro central sendo adequadas para serem aquecidas a uma temperatura acima da temperatura de condensação dos vapores de metal ou de liga de metal, - uma armadilha de vapor na forma de um invólucro externo adequado para ser localizado na saída de substrato do invólucro central, sendo as paredes internas da armadilha de vapor adequadas para serem mantidas a uma temperatura abaixo da temperatura de condensação dos vapores de metal ou de liga de metal, e - um conector térmico adequado para ser inserido na saída de substrato do invólucro central e se estender pelo menos das paredes internas do invólucro central até as paredes internas da armadilha de vapor.
[010] Como será explicado, a invenção é com base no controle de um gradiente térmico gradual começando na saída do invólucro central da câmara de vácuo, graças à adição de pelo menos uma armadilha de vapor e pelo menos um conector térmico localizado na passagem que ligar o invólucro central à armadilha de vapor, de forma que a saída do invólucro central seja mantida à temperatura do invólucro central, enquanto o gradiente térmico ocorre apenas na armadilha de vapor.
[011] Outras características e vantagens da invenção serão descritas em mais detalhes na descrição a seguir.
[012] A invenção será melhor compreendida pela leitura da descrição a seguir, que é fornecida apenas para fins de explicação e não é de forma alguma restritiva, com referência a: - Figura 1, que é uma seção transversal de uma forma de realização de uma instalação de acordo com a invenção; - Figura 2, que é uma vista em corte de uma forma de realização da câmara de vácuo de acordo com a invenção; e - Figura 3, que é uma seção transversal de uma forma de realização da junção entre o invólucro central e a armadilha de vapor da invenção.
[013] Note-se que os termos “inferior”, “abaixo”, “para dentro”, “interno”, “para fora”, “externo”, “a montante”, “a jusante”,... conforme usados neste pedido, referem-se às posições e orientações dos diferentes elementos constituintes da instalação quando esta estiver instalada em uma linha de deposição a vácuo.
[014] O objetivo da presente invenção é depositar, sobre um substrato, revestimentos formados a partir de metal ou de liga de metal. O objetivo é, em particular, obter revestimentos de zinco ou zinco-magnésio. No entanto, o processo não se limita a esses revestimentos, mas de forma preferencial abrange qualquer revestimento à base de um único metal ou de uma liga de metal cujos elementos tenham pressões de vapor na temperatura do banho que não diferem mais de 10%, pois o controle de seu respectivo conteúdo relativo é então facilitado.
[015] Para dar uma indicação, pode-se mencionar os revestimentos de zinco, como elemento principal, e os elementos adicionais, como cromo, níquel, titânio, manganês, magnésio, silício e alumínio, considerados individualmente ou em combinação.
[016] A espessura do revestimento será de forma preferencial entre 0,1 e 20 μm. Por um lado, abaixo de 0,1 μm, haveria o risco de a proteção contra a corrosão do substrato ser insuficiente. Por outro lado, é desnecessário ir além de 20 μm para obter o nível de resistência à corrosão necessário, em particular no campo automotivo ou de construção. Em geral, a espessura pode ser limitada a 10 μm para aplicações automotivas.
[017] Com referência à Figura 1, a instalação (1) de acordo com a invenção compreende primeiro uma câmara de vácuo (2) e um meio para passar o substrato através da câmara.
[018] Esta câmara de vácuo (2) é uma caixa hermeticamente selável, de preferência mantida a uma pressão entre 10 -8 e 10-3 bar. Possui uma trava de entrada e uma trava de saída (estas não sendo mostradas) entre as quais um substrato (S), como por exemplo uma tira de aço, pode percorrer um determinado caminho (P) em uma direção móvel.
[019] O substrato (S) pode ser feito funcionar por qualquer meio adequado, dependendo da natureza e da forma do referido substrato. Um rolo de suporte rotativo (3) no qual uma tira de aço pode suportar pode, em particular, ser utilizado.
[020] A câmara de vácuo (2) compreende um invólucro central (4). Esta é uma caixa que circunda o caminho do substrato (P) em um determinado comprimento na direção móvel, tipicamente de 2 a 8 m de comprimento. Suas paredes delimitam uma cavidade. Compreende duas aberturas, isto é, uma entrada de substrato (5) e uma saída de substrato (6) localizada em dois lados opostos do invólucro central. De preferência, o invólucro central é um paralelepípedo cuja largura é ligeiramente maior que os substratos a serem revestidos.
[021] As paredes do invólucro central são adequadas para serem aquecidas. O aquecimento pode ser feito por qualquer meio adequado, como por exemplo um aquecedor de indução, resistores de aquecimento, feixe de elétrons. Os meios de aquecimento são adequados para aquecer as paredes internas do invólucro central a uma temperatura alta o suficiente para evitar a condensação de vapores de metal ou de ligas de metal sobre eles. De preferência, as paredes do invólucro central são adequadas para serem aquecidas acima das temperaturas de condensação dos elementos de metal que formam o revestimento a ser depositado, tipicamente acima de 500 ºC, por exemplo, entre 500 ºC e 700 ºC, de modo a evitar a condensação de vapores de zinco ou de liga de zinco-magnésio. Graças a esses meios de aquecimento, as paredes internas do invólucro central não ficam entupidas e a instalação não precisa ser frequentemente parada para limpeza.
[022] Com referência à Figura 2, o invólucro central (4) também compreende um revestimento por jato de vapor (7), localizado de forma preferencial em um lado do invólucro central paralelo ao caminho do substrato, ao lado da face do substrato (S) que deve ser revestido. Este revestidor é adequado para pulverizar um vapor de metal ou de liga de metal sobre o substrato rotativo (S). Ele pode de forma vantajosa consistir em uma câmara de extração provida de um orifício de saída de vapor estreito (71), cujo comprimento é próximo à largura do substrato a ser revestido.
[023] O orifício de saída de vapor (71) pode ter qualquer forma adequada, como uma fenda que pode ser ajustada longitudinalmente e em largura, por exemplo. A possibilidade de adaptar seu comprimento à largura do substrato a ser revestido permite minimizar a perda de metal evaporado.
[024] O revestidor é de preferência um revestidor a jato de vapor sônico, isto é, um revestidor capaz de gerar um jato de vapor de velocidade sônica. Esse tipo de revestimento também é de forma geral chamado de dispositivo JVD (Jet Vapor Deposition). O leitor pode consultar o pedido de patente WO 97/47782 para uma descrição mais completa de uma variante deste tipo de dispositivo. O revestidor pode ser acoplado a qualquer tipo de gerador de vapor de metal, como, por exemplo, um cadinho de evaporação aquecido por indução ou um gerador de vapor de levitação eletromagnética.
[025] De preferência, o invólucro central é rodeado pelos próprios painéis isolantes, de preferência rodeado por painéis de arrefecimento. Isso permite reduzir a perda de calor na câmara de vácuo (2) e melhorar o desempenho energético do invólucro central.
[026] A câmara de vácuo (2) também compreende uma armadilha de vapor (8) na forma de um invólucro externo localizado na saída de substrato (6) do invólucro central (4), isto é, localizado a jusante do invólucro central na direção móvel do substrato.
[027] De preferência, a câmara de vácuo (2) também compreende uma segunda armadilha de vapor (8) na forma de um invólucro externo localizado na entrada de substrato (5) do invólucro central (4), isto é, localizado a montante do invólucro central na direção móvel do substrato.
[028] Cada armadilha de vapor (8) é uma caixa que circunda o caminho do substrato em um determinado comprimento na direção móvel, tipicamente de 0,2 a 7 m de comprimento, por exemplo, entre 0,5 e 3,5 vezes a largura do substrato. Suas paredes delimitam uma cavidade. Compreende uma abertura interna (9) e uma abertura externa (10) localizada em dois lados opostos da armadilha de vapor e adequada para deixar o substrato entrar e sair da armadilha de vapor. A abertura interna (9) é adjacente ao invólucro central enquanto a abertura externa (10) está do lado oposto.
[029] De preferência, a armadilha de vapor (8) tem, em seção transversal longitudinal, uma forma de trapézio apontando em uma direção oposta ao invólucro central. Nessa configuração, a linha de base do trapézio é posicionada verticalmente e adjacente ao invólucro central. Graças a esta posição da linha de base, as paredes da armadilha de vapor ao redor da abertura (5, 6) do invólucro central ficam tão distantes quanto possível da abertura, o que reduz ainda mais o risco de entupimento da abertura devido à deposição de metal em paredes frias da armadilha de vapor localizadas nas proximidades da abertura. Nessa configuração, as bordas do trapézio para o exterior convergem para reter o máximo de vapor possível antes que o vapor saia pela abertura externa (10).
[030] As paredes das armadilhas de vapor (8) são adequadas para serem reguladas termicamente. A regulação do calor pode ser feita por qualquer meio adequado, como, por exemplo, um circuito de resfriamento fornecido com um fluido de transferência de calor, como, por exemplo, água ou nitrogênio. Os meios de regulação de calor são adequados para manter as paredes internas da armadilha de vapor a uma temperatura baixa o suficiente para favorecer a condensação de vapores de metal ou de liga de metal nas paredes internas, tipicamente abaixo de 100 ºC. Graças a esses meios de regulação de calor, os vapores de metal ou de liga de metal que escapam do invólucro central ficam presos e não são liberados na câmara de vácuo, que, nesse caso, fica entupida.
[031] Cada armadilha de vapor (8) está em contato com o invólucro central (4). Em particular, a abertura interna (9) da primeira armadilha, respectivamente da segunda armadilha, está alinhada com a entrada de substrato (5) do invólucro central, respectivamente com a saída de substrato (6) do invólucro central, de modo a formar uma passagem que liga o invólucro central a cada armadilha de vapor.
[032] A passagem que liga o invólucro central a cada armadilha de vapor é adequada para suavizar a transição térmica entre o invólucro central e a armadilha de vapor em comparação com a transição térmica que teria ocorrido se a passagem tivesse sido o alinhamento de aberturas simples em paredes retas.
[033] Graças a esse alisamento, as aberturas (5, 6) do invólucro central não são pontos frios onde o vapor de metal se condensa de forma preferencial. Assim, é possível reduzir drasticamente a deposição de metal nesses locais do invólucro central e, assim, evitar o entupimento da instalação.
Além disso, graças à remoção dos pontos frios, os vapores tendem a condensar mais no substrato, o que aumenta o rendimento da deposição.
[034] Para fazer isso, a passagem que liga o invólucro central à armadilha de vapor compreende pelo menos um conector térmico (11), como ilustrado na Figura 3. O conector térmico compreende duas extremidades, isto é, uma extremidade interna (12) e uma extremidade externa (13), isto é, uma extremidade em contato com o invólucro central e uma extremidade em contato com a armadilha de vapor. O conector térmico (11) pode ser feito por qualquer meio adequado para conduzir o calor do invólucro central para a armadilha de vapor, mantendo a extremidade do conector térmico em contato com o invólucro central a uma temperatura acima da temperatura de condensação do vapor de metal ou de liga de metal.
[035] O conector térmico é aquecido por radiação no invólucro central e o calor é transmitido por condução às partes frias da armadilha de vapor.
[036] O conector térmico compreende de preferência uma peça de metal sólida. Pode compreender várias peças de metal sólidas montadas uma na outra, mas uma única peça é preferida para evitar pontos singulares. A peça de metal é de forma preferencial feita de um metal com uma condutividade térmica acima de 20 W.m-1K-1, como, por exemplo, cobre, alumínio, aço inoxidável, latão. O cobre é preferido, pois sua alta condutividade térmica ajuda a reduzir o comprimento do conector térmico, entendendo que seu comprimento está na direção de operação.
[037] O conector térmico é de forma preferencial mais espesso do que os lados da armadilha de vapor, de forma que seja mantido à temperatura do invólucro central enquanto conduz calor à armadilha de vapor.
A espessura do conector térmico é de forma preferencial compreendida entre 6 e 18 mm, de modo a ser eficientemente aquecida por radiação no invólucro central, enquanto não é muito resfriada pela armadilha de vapor.
[038] O conector térmico é de forma preferencial de formato uniforme e se estende por toda a largura das aberturas (5 e/ ou 6) do invólucro central (2). Isso favorece uma temperatura uniforme ao longo da largura da entrada de substrato (5) ou da saída de substrato (6) e, portanto, um comportamento uniforme do vapor de metal nas proximidades das aberturas do invólucro central.
[039] O conector térmico é de forma preferencial de seção transversal retangular para ter um compromisso aprimorado entre o aquecimento pelo invólucro central e o resfriamento pela armadilha de vapor.
[040] De acordo com uma forma de realização da invenção, a passagem que liga o invólucro central à armadilha de vapor compreende pelo menos um conector térmico (11) que se projeta no invólucro central e em contato com as paredes da armadilha de vapor.
[041] De acordo com uma variante desta forma de realização, o lado para dentro da armadilha de vapor, que se destina a entrar em contato com o invólucro central, compreende um conector térmico que se projeta do lado para dentro na direção para dentro e adequado para ser inserido na cavidade do invólucro central. Em outras palavras, a periferia da abertura interna (9) da armadilha de vapor compreende pelo menos um conector térmico que se estende para fora da armadilha de vapor.
[042] Graças a essa protrusão do conector térmico no invólucro central, a extremidade interna do conector térmico é mais facilmente mantida à temperatura do invólucro central, o que reduz o risco de diminuir a temperatura abaixo da temperatura de condensação do vapor de metal ou de liga de metal.
[043] Como ilustrado na Figura 3, a primeira armadilha de vapor (8), respectivamente a segunda armadilha de vapor (8), pode compreender dois conectores térmicos (11) pelo menos parcialmente inseridos na entrada de substrato (5), respectivamente na saída de substrato (6), do invólucro central (4) e em contato com as paredes da armadilha de vapor. Um conector térmico é inserido abaixo do caminho do substrato e o outro acima do caminho do substrato.
[044] O comprimento do conector térmico é ajustado de forma que, uma vez que o invólucro central e a armadilha de vapor estejam ligados, a extremidade interna (12) se projete para dentro a partir da abertura do invólucro central. O comprimento do conector térmico é de forma preferencial ajustado de forma que, uma vez que o invólucro central e a armadilha estejam ligados, a extremidade interna (12) se projete para dentro da parede interna do invólucro central de pelo menos 4 mm e de forma mais preferencial entre 6 e 60 mm.
[045] A extremidade externa (13) do conector térmico de preferência não se estende além do plano da parede interna do lado para dentro da armadilha de vapor. Graças a essa perpendicularidade entre a extremidade externa e a parede interna, o vapor que sai do invólucro central através da passagem e entra na armadilha de vapor se condensa nas paredes localizadas o mais longe possível da passagem, para que não haja acúmulo de metal na passagem.
[046] Observou-se que, no caso de deposições de ligas de metal que exijam temperaturas muito altas no invólucro central, a transição térmica entre o invólucro central e a armadilha de vapor pode ser tão alta que a condução térmica entre o conector térmico e as partes frias da armadilha de vapor pode esfriar o conector térmico possivelmente a uma temperatura abaixo da qual os vapores se condensam. Para evitar esse resfriamento do conector térmico, o invólucro central compreende de preferência um aquecedor local adicional (14) adjacente ao conector térmico. O aquecedor local pode ser localizado adjacente à extremidade interna (12) do conector térmico no invólucro central ou adjacente ao conector térmico na espessura das paredes do invólucro central. O aquecedor local pode ser fabricado por qualquer meio adequado, como, por exemplo, um aquecedor de indução, um resistor de aquecimento.
[047] De acordo com outra variante desta forma de realização, a instalação de deposição a vácuo difere da primeira variante desta forma de realização apenas em que a abertura (5 e/ ou 6) do invólucro central, que se destina a entrar em contato com o lado para dentro da armadilha de vapor, compreende um conector térmico que se projeta da abertura na direção para dentro e adequado para ser colocado em contato com as paredes da armadilha de vapor. Em outras palavras, a periferia da abertura do invólucro central compreende pelo menos um conector térmico que se estende para dentro.
[048] De acordo com uma segunda forma de realização da invenção, a passagem que liga o invólucro central à armadilha de vapor compreende pelo menos um conector térmico (11) que se projeta na armadilha de vapor e em contato com as paredes do invólucro central.
[049] De acordo com uma variante desta forma de realização, a abertura (5 e/ ou 6) do invólucro central, que se destina a entrar em contato com o lado para dentro da armadilha de vapor, compreende um conector térmico que se projeta da abertura na direção externa e adequado para ser inserido na cavidade da armadilha de vapor. Em outras palavras, a periferia da abertura do invólucro central compreende pelo menos um conector térmico que se estende para fora.
[050] A abertura (5 e/ ou 6) do invólucro central pode compreender dois conectores térmicos pelo menos parcialmente inseridos na abertura interna da armadilha de vapor e em contato com as paredes da armadilha de vapor. Um conector térmico é inserido abaixo do caminho do substrato e o outro acima do caminho do substrato.
[051] O comprimento do conector térmico é ajustado de forma que, uma vez que o invólucro central e a armadilha de vapor estejam ligados, sua extremidade externa (13) se projete na armadilha de vapor de sua abertura para dentro. O comprimento do conector térmico é de forma preferencial ajustado para que, uma vez que o invólucro central e a armadilha de vapor estejam ligados, a extremidade externa (13) se projete da parede interna da armadilha de vapor de pelo menos 4 mm e de forma mais preferencial entre 6 e 60 mm.
[052] O invólucro central (4) compreende de preferência um aquecedor local adicional (14) adjacente ao conector térmico. O aquecedor local pode ser localizado adjacente à extremidade interna (12) do conector térmico no invólucro central ou adjacente ao conector térmico na espessura das paredes do invólucro central. O aquecedor local pode ser fabricado por qualquer meio adequado, como, por exemplo, um aquecedor de indução, um resistor de aquecimento.
[053] De acordo com outra variante desta forma de realização, a instalação de deposição a vácuo difere da primeira variante da segunda forma de realização, em que o lado para dentro da armadilha de vapor, que se destina a entrar em contato com o invólucro central, compreende um conector térmico que se projeta do lado para dentro na direção para dentro e adequado para ser inserido na cavidade do invólucro central. Em outras palavras, a periferia da abertura interna (9) da armadilha de vapor compreende pelo menos um conector térmico que se estende para dentro na armadilha de vapor.
[054] De acordo com uma terceira forma de realização da invenção, a passagem que liga o invólucro central à armadilha de vapor compreende pelo menos um conector térmico (11) que se projeta na armadilha de vapor e no invólucro central. As características descritas na primeira e na segunda forma de realização aplicam-se a esta terceira forma de realização.
[055] Foram realizados testes na instalação de deposição a vácuo para avaliar a quantidade de metal (neste caso, zinco) depositado nas duas passagens que ligam o invólucro central às duas armadilhas de vapor.
[056] A quantidade de zinco evaporado foi obtida através da ponderação do cadinho de evaporação, que alimenta o revestidor a jato de vapor, antes e depois do teste. A quantidade de zinco depositado foi obtida entrando em contato com as passagens e as armadilhas de vapor com uma solução ácida para dissolver o zinco. A quantidade dissolvida foi então medida por plasma indutivamente acoplado.
[057] Um primeiro teste realizado em um substrato de aço de 500 mm de largura, com um orifício de saída de vapor (71) 10 mm mais largo que o substrato de aço em cada lado do substrato, a uma pressão de 10 -1 mBar, mostrou que 1,473 g de zinco foram depositados nos conectores térmicos, 13,5 kg de zinco evaporado, o que corresponde a um rendimento acumulado de 0,0109%.
[058] Em comparação, um teste realizado em uma instalação sem conectores térmicos nas mesmas condições mostrou que 1,835 g de zinco foram depositados na abertura interna (9) das armadilhas de vapor, o que corresponde a um aumento de 25% do acúmulo.
[059] Um segundo teste realizado em um substrato de aço com 300 mm de largura, em condições menos favoráveis, ou seja, com um orifício de saída de vapor 50 mm mais largo que o substrato de aço em cada lado do substrato, a uma pressão de 10-1 mBar, mostrou que 2,889 g de zinco foram depositados nos conectores térmicos por 10,5 kg de zinco evaporado, o que corresponde a um rendimento acumulado de 0,0275%.
[060] Em comparação, um teste realizado em uma instalação sem conectores térmicos nas mesmas condições mostrou que 4,915 g de zinco foram depositados na abertura interna (9) das armadilhas de vapor, o que corresponde a um aumento de 70% da acumulação.
[061] A instalação de acordo com a invenção aplica-se mais particularmente, mas não exclusivamente, ao tratamento de tiras de metal, pré- revestidas ou nuas. Evidentemente, o processo de acordo com a invenção pode ser empregado para qualquer substrato revestido ou não revestido, como por exemplo tira de alumínio, tira de zinco, tira de cobre, tira de vidro ou tira cerâmica.
Claims (17)
1. INSTALAÇÃO DE DEPOSIÇÃO A VÁCUO (1), para depositar continuamente, em um substrato (S) móvel, revestimentos formados a partir de metal ou de liga de metal, a instalação caracterizada por compreender uma câmara de vácuo (2) através da qual o substrato (S) pode correr ao longo de um determinado caminho (P), em que a câmara de vácuo compreende ainda: - um invólucro central (4) compreendendo uma entrada de substrato (5) e uma saída de substrato (6) localizada em dois lados opostos do invólucro central e um revestidor a jato de vapor (7), as paredes internas do invólucro central sendo adequadas para serem aquecidas a uma temperatura acima da temperatura de condensação dos vapores de metal ou de liga de metal, - uma armadilha de vapor (8) na forma de um invólucro externo localizado na saída de substrato (6) do invólucro central, as paredes internas da armadilha de vapor sendo adequadas para serem mantidas a uma temperatura abaixo da temperatura de condensação dos vapores de metal ou de liga de metal, e - a passagem que liga o invólucro central à armadilha de vapor compreendendo pelo menos um conector térmico (11) que se estende pelo menos das paredes internas do invólucro central até as paredes internas da armadilha de vapor.
2. INSTALAÇÃO DE DEPOSIÇÃO A VÁCUO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo conector térmico (11) compreender uma peça de metal monobloco.
3. INSTALAÇÃO DE DEPOSIÇÃO A VÁCUO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pela peça de metal ser feita de um metal com uma condutividade térmica acima de 20 W.m-1K-1.
4. INSTALAÇÃO DE DEPOSIÇÃO A VÁCUO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pela peça de metal estar em cobre.
5. INSTALAÇÃO DE DEPOSIÇÃO A VÁCUO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pela espessura do conector térmico (11) estar compreendida entre 6 e 18 mm.
6. INSTALAÇÃO DE DEPOSIÇÃO A VÁCUO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo conector térmico (11) ser de formato uniforme e se estender por toda a largura da saída de substrato (6) do invólucro central.
7. INSTALAÇÃO DE DEPOSIÇÃO A VÁCUO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo conector térmico (11) ser de seção transversal retangular.
8. INSTALAÇÃO DE DEPOSIÇÃO A VÁCUO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo conector térmico (11) se projetar no invólucro central e estar em contato com as paredes da armadilha de vapor.
9. INSTALAÇÃO DE DEPOSIÇÃO A VÁCUO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo conector térmico (11) se projetar para dentro da parede interna do invólucro central de pelo menos 4 mm.
10. INSTALAÇÃO DE DEPOSIÇÃO A VÁCUO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 9, caracterizada pela armadilha de vapor (8) compreender um lado para dentro e em que o conector térmico (11) deixa de se estender além do plano da parede interna do lado para dentro da armadilha de vapor.
11. INSTALAÇÃO DE DEPOSIÇÃO A VÁCUO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizada pela armadilha de vapor (8) compreender um lado para dentro, que se destina a entrar em contato com o invólucro central, do qual o conector térmico se projeta na direção para dentro e é adequado para ser inserido na cavidade do invólucro central.
12. INSTALAÇÃO DE DEPOSIÇÃO A VÁCUO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizada pela saída de substrato (6) do invólucro central compreender o conector térmico (11) que se projeta da saída de substrato e é adequado para ser colocado em contato com as paredes da armadilha de vapor.
13. INSTALAÇÃO DE DEPOSIÇÃO A VÁCUO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pelo invólucro central (4) compreender um aquecedor local (14) adjacente ao conector térmico (11).
14. INSTALAÇÃO DE DEPOSIÇÃO A VÁCUO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizada por compreender ainda uma segunda armadilha de vapor localizada na entrada de substrato (5) do invólucro central.
15. INSTALAÇÃO DE DEPOSIÇÃO A VÁCUO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizada pela passagem que liga o invólucro central à armadilha de vapor compreender dois conectores térmicos (11), um abaixo do caminho do substrato (P) e outro acima do caminho do substrato (P).
16. INSTALAÇÃO DE DEPOSIÇÃO A VÁCUO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizada pelo conector térmico (11) se projetar na armadilha de vapor (8) e estar em contato com as paredes do invólucro central (4).
17. KIT PARA MONTAGEM DE UMA INSTALAÇÃO DE DEPOSIÇÃO A VÁCUO, para depositar continuamente, em um substrato (S) móvel, revestimentos formados a partir de metal ou de liga de metal, o kit caracterizado por compreender: - um invólucro central (4) compreendendo uma entrada de substrato (5) e uma saída de substrato (6) localizada em dois lados opostos do invólucro central e o orifício de saída de vapor (71) de um revestidor a jato de vapor (7), as paredes internas do invólucro central sendo adequadas para serem aquecidas a uma temperatura acima da temperatura de condensação dos vapores de metal ou de liga de metal,
- uma armadilha de vapor (8) na forma de um invólucro externo adequado para ser localizado na saída de substrato (6) do invólucro central, as paredes internas da armadilha de vapor sendo adequadas para serem mantidas a uma temperatura abaixo da temperatura de condensação dos vapores de metal ou de liga de metal, e - um conector térmico (11) adequado para ser inserido na saída de substrato do invólucro central e se estender pelo menos das paredes internas do invólucro central até as paredes internas da armadilha de vapor.
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