BR112020010757A2 - instalação de deposição a vácuo, processo para depositar continuamente e kit para montagem de uma instalação de deposição a vácuo - Google Patents

instalação de deposição a vácuo, processo para depositar continuamente e kit para montagem de uma instalação de deposição a vácuo Download PDF

Info

Publication number
BR112020010757A2
BR112020010757A2 BR112020010757-3A BR112020010757A BR112020010757A2 BR 112020010757 A2 BR112020010757 A2 BR 112020010757A2 BR 112020010757 A BR112020010757 A BR 112020010757A BR 112020010757 A2 BR112020010757 A2 BR 112020010757A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
substrate
metal
steam
central housing
vacuum deposition
Prior art date
Application number
BR112020010757-3A
Other languages
English (en)
Other versions
BR112020010757B1 (pt
Inventor
Eric Silberberg
Bruno Schmitz
Sergio PACE
Rémy BONNEMANN
Didier Marneffe
Original Assignee
Arcelormittal
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Arcelormittal filed Critical Arcelormittal
Publication of BR112020010757A2 publication Critical patent/BR112020010757A2/pt
Publication of BR112020010757B1 publication Critical patent/BR112020010757B1/pt

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C23C14/564Means for minimising impurities in the coating chamber such as dust, moisture, residual gases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24Vacuum evaporation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C23C14/562Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks for coating elongated substrates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14Metallic material, boron or silicon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

A invenção refere-se a uma instalação de deposição a vácuo para depositar continuamente, em um substrato fluente, revestimentos formados a partir de metal ou liga metálica, a instalação compreendendo uma câmara de vácuo e um meio para passar o substrato através da câmara de vácuo ao longo de uma determinada trajetória, em que a câmara de vácuo compreende ainda: - um invólucro central que compreende uma entrada de substrato e uma saída de substrato localizadas em dois lados opostos do invólucro central e um revestidor de jato de vapor, em que as paredes internas do invólucro central são adequadas para serem aquecidas a uma temperatura acima da temperatura de condensação dos vapores metálicos ou de ligas metálicas; - um coletor de vapor na forma de um invólucro externo localizado na saída de substrato do invólucro central, as paredes internas do coletor de vapor sendo adequadas para serem mantidas a uma temperatura abaixo da temperatura de condensação dos vapores metálicos ou de ligas metálicas.

Description

“INSTALAÇÃO DE DEPOSIÇÃO A VÁCUO, PROCESSO PARA DEPOSITAR CONTINUAMENTE E KIT PARA MONTAGEM DE UMA INSTALAÇÃO DE DEPOSIÇÃO A VÁCUO” CAMPO DA INVENÇÃO
[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 ligas metálicas, 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. A presente invenção também se refere ao método para revestir um substrato do mesmo.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
[002] São conhecidos vários processos para depositar revestimentos metálicos, eventualmente compostos por ligas, em um substrato, tal 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, tais como evaporação a vácuo e pulverização catódica (magnetron sputtering).
[003] É conhecido a partir do documento WO 97/47782 um método para o revestimento contínuo de um substrato de aço no qual um pulverizador de vapor metálico, 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 metálicos ou de ligas metálicas sobre elas.
[004] No entanto, foi observado que os vapores de zinco tendem a sair da câmara de deposição e a condensar fora da câmara de deposição na instalação de deposição a vácuo, o que reduz significativamente o rendimento da deposição e dificulta a limpeza da instalação de deposição a vácuo.
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
[005] 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 metálicos ou de ligas metálicas fora da câmara de deposição.
[006] Para este propósito, um primeiro objeto da presente invenção é uma instalação de deposição a vácuo para depositar continuamente, em um substrato fluente, revestimentos formados a partir de metal ou liga metálica, a instalação compreendendo uma câmara de vácuo através da qual o substrato pode passar ao longo de uma determinada trajetória, em que a câmara de vácuo compreende ainda: - um invólucro central que compreende uma entrada de substrato e uma saída de substrato localizadas em dois lados opostos do invólucro central e um revestidor de jato de vapor, em que as paredes internas do invólucro central são adequadas para serem aquecidas a uma temperatura acima da temperatura de condensação dos vapores metálicos ou de ligas metálicas, e - um coletor de vapor na forma de um invólucro externo localizado na saída de substrato do invólucro central, compreendendo uma abertura interna adjacente ao invólucro central e uma abertura externa localizada no lado oposto do coletor de vapor, as paredes internas do coletor de vapor sendo adequadas para serem mantidas a uma temperatura abaixo da temperatura de condensação dos vapores metálicos ou de ligas metálicas.
[007] A instalação de acordo com a invenção também pode ter as características opcionais listadas abaixo, consideradas individualmente ou em combinação: - A instalação de deposição a vácuo compreende ainda um segundo coletor de vapor localizado na entrada de substrato do invólucro central; - O comprimento do coletor de vapor na direção de corrida está compreendido entre 0,5 vezes e 3,5 vezes a largura do substrato; - As paredes do coletor de vapor ao redor da abertura interna são perpendiculares à trajetória do substrato; - As paredes inferior e superior do coletor de vapor estão convergindo para fora; - O coletor de vapor possui, em seção transversal longitudinal, uma forma trapezoidal apontando em uma direção oposta ao invólucro central; - As paredes internas do coletor de vapor são removíveis; e - A regulação de calor do coletor de vapor é um circuito de resfriamento fornecido com um fluido de transferência de calor selecionado dentre água e nitrogênio.
[008] Um segundo objeto da invenção é um processo para depositar continuamente, em um substrato fluente, revestimentos formados a partir de metal ou liga metálica, em que o processo compreende: - uma primeira etapa na qual o vapor metálico é ejetado em direção a pelo menos um lado do substrato fluente e uma primeira camada de metal ou liga metálica é formada no referido lado por condensação de uma primeira parte do vapor ejetado, em que a primeira etapa ocorre em um invólucro central compreendendo uma entrada de substrato e uma saída de substrato localizadas em dois lados opostos do invólucro central e paredes internas aquecidas a uma temperatura acima da temperatura de condensação dos vapores metálicos ou de ligas metálicas, e - uma segunda etapa na qual uma segunda camada de metal ou liga metálica é formada no referido lado por condensação de uma segunda parte do vapor ejetado, em que esta segunda etapa ocorre em um coletor de vapor na forma de um invólucro externo localizado na saída de substrato do invólucro central e compreendendo paredes internas mantidas a uma temperatura abaixo da temperatura de condensação dos vapores metálicos ou de ligas metálicas.
[009] A segunda etapa do processo de acordo com a invenção pode, opcionalmente, ocorrer ainda em um segundo coletor de vapor localizado na entrada de substrato do invólucro central.
[010] Um terceiro objeto da invenção é um kit para montagem de uma instalação de deposição a vácuo para depositar continuamente, em um substrato fluente, revestimentos formados a partir de metal ou liga metálica, em que o kit compreende: - um invólucro central compreendendo uma entrada de substrato e uma saída de substrato localizadas em dois lados opostos do invólucro central e o orifício de saída de vapor de um revestidor de jato de vapor, em que as paredes internas do invólucro central são adequadas para serem aquecidas a uma temperatura acima da temperatura de condensação dos vapores metálicos ou de ligas metálicas, e - um coletor de vapor na forma de um invólucro externo adequado para ser localizado na saída de substrato do invólucro central, compreendendo uma abertura interna adjacente ao invólucro central e uma abertura externa localizada no lado oposto do coletor de vapor, as paredes internas do coletor de vapor sendo adequadas para serem mantidas a uma temperatura abaixo da temperatura de condensação dos vapores metálicos ou de ligas metálicas.
[011] Como será explicado, a invenção é baseada na adição de um coletor de vapor na saída do invólucro central, de modo que os vapores que saem do invólucro central se condensem tanto no substrato quanto nas paredes internas do coletor de vapor que, por um lado, aumenta o rendimento da deposição e, por outro lado, suprime a condensação de vapores nas paredes da câmara de vácuo.
[012] Outras características e vantagens da invenção serão descritas em mais detalhes na descrição a seguir.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[013] 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; e - Figura 2, que é uma vista em corte de uma forma de realização da câmara de vácuo de acordo com a invenção.
DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO
[014] Deve-se notar que os termos “inferior”, “abaixo”, “interno”, “para interno”, “externo”, “para fora”, “a montante”, “a jusante”... conforme utilizados 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.
[015] O objetivo da presente invenção é depositar, sobre um substrato, revestimentos formados a partir de metal ou ligas metálicas. O objetivo é, em particular, obter revestimentos de zinco ou zinco-magnésio. No entanto, o processo não se limita a esses revestimentos, mas preferencialmente abrange qualquer revestimento à base de um único metal ou de uma liga metálica 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.
[016] Para dar uma indicação, pode-se mencionar os revestimentos feitos de zinco, como elemento principal, e elemento(s) adicional(is), como cromo, níquel, titânio, manganês, magnésio, silício e alumínio, considerados individualmente ou em combinação.
[017] A espessura do revestimento será preferencialmente 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, não é necessário 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.
[018] 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.
[019] Esta câmara de vácuo (2) é uma caixa hermeticamente selável, de preferência mantida a uma pressão entre 0,001 Pa e 100 Pa (10-8 e 10-3 bar). Possui uma trava de entrada e uma trava de saída (estas não são mostradas) entre as quais um substrato (S), como por exemplo uma tira de aço, pode passar ao longo de uma determinada trajetória (P) em uma direção de corrida.
[020] O substrato (S) pode ser feito passar 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.
[021] A câmara de vácuo (2) compreende um invólucro central (4). Esta é uma caixa que circunda a trajetória do substrato (P) em um determinado comprimento na direção de corrida, 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) localizadas 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.
[022] As paredes do invólucro central são adequadas para serem aquecidas. O aquecimento pode ser feito por qualquer meio adequado, como por exemplo um aquecedor por 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 metálicos ou de ligas metálicas sobre elas. De preferência, as paredes do invólucro central são adequadas para serem aquecidas acima das temperaturas de condensação dos elementos metálicos que formam o revestimento a ser depositado, tipicamente acima de 500 °C, por exemplo entre 500 °C e 700 °C, a fim de evitar a condensação de vapores de zinco ou de vapores 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.
[023] Com referência à Figura 2, o invólucro central (4) também compreende um revestidor de jato de vapor (7), localizado preferencialmente em um lado do invólucro central paralelo à trajetória do substrato, ao lado da face do substrato (S) que deve ser revestida. Este revestidor é adequado para pulverizar um vapor metálico ou de liga metálica sobre o substrato fluente (S).
Pode, vantajosamente, 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.
[024] O orifício de saída de vapor (71) pode ter qualquer forma adequada, tal como uma fenda que pode ser ajustada longitudinalmente e transversalmente, por exemplo. A possibilidade de adaptar seu comprimento à largura do substrato a ser revestido permite minimizar a perda de metal evaporado.
[025] O revestidor é, de preferência, um revestidor de jato de vapor sônico, isto é, um revestidor capaz de gerar um jato de vapor de velocidade sônica. Esse tipo de revestidor também é geralmente 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 realização deste tipo de dispositivo. O revestidor pode ser acoplado a qualquer tipo de gerador de vapor metálico, como, por exemplo, um cadinho de evaporação aquecido por indução ou um gerador de vapor de levitação eletromagnética.
[026] De preferência, o invólucro central é circundado pelos próprios painéis isolantes, de preferência circundado por painéis de arrefecimento. Isso permite reduzir a perda de calor na câmara de vácuo (2) e melhorar o desempenho energético do invólucro central.
[027] Graças ao desenho do invólucro central, em particular os meios de aquecimento e o revestidor de jato de vapor (7), o vapor metálico ou de liga metálica é ejetado em direção a pelo menos um lado do substrato e uma primeira camada de metal ou liga metálica é formada naquele lado por condensação de uma primeira parte do vapor ejetado, sem condensação de vapor nas paredes internas do invólucro central.
[028] A câmara de vácuo (2) também compreende um coletor 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 de corrida do substrato.
[029] De preferência, a câmara de vácuo (2) também compreende um segundo coletor 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 de corrida do substrato.
[030] Cada coletor de vapor (8) é uma caixa que circunda a trajetória do substrato em um determinado comprimento na direção de corrida, tipicamente de 0,2 a 7 m de comprimento, por exemplo, entre 0,5 vezes e 3,5 vezes a largura do substrato. Suas paredes delimitam uma cavidade.
Compreende uma abertura interna (9) e uma abertura externa (10) localizadas em dois lados opostos do coletor de vapor e adequadas para deixar o substrato entrar e sair do coletor de vapor. A abertura interna (9) é adjacente ao invólucro central enquanto a abertura externa (10) está no lado oposto.
[031] As paredes dos coletores de vapor (8) são adequadas para serem reguladas termicamente. A regulação de 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 do coletor de vapor a uma temperatura baixa o suficiente para favorecer a condensação de vapores metálicos ou de ligas metálicas nas paredes internas, tipicamente abaixo de 100 °C. Graças a esses meios de regulação de calor, os vapores metálicos ou de ligas metálicas que escapam do invólucro central ficam presos e não são liberados na câmara de vácuo, que, nesse caso, ficaria entupida.
[032] Graças ao coletor de vapor (8), a parte do vapor ejetado que não se condensou no substrato no invólucro central (4) e que sai do invólucro central fica presa em uma cavidade de tamanho pequeno em comparação com a cavidade da câmara de vácuo (2), que facilita a limpeza da instalação. Além disso, essa parte do vapor ejetado tem mais tempo para condensar no substrato na forma de uma segunda camada de metal ou liga metálica, o que aumenta o rendimento da deposição.
[033] Cada coletor de vapor (8) está em contato com o invólucro central (4). Em particular, a abertura interna (9) do primeiro coletor de vapor, respectivamente do segundo coletor de vapor, 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 coletor de vapor.
[034] De acordo com uma realização da invenção, o coletor de vapor é de forma retangular.
[035] De preferência, as paredes do coletor de vapor ao redor da abertura interna são perpendiculares à trajetória do substrato (P). Graças a essa posição, essas paredes estão o mais distante possível da abertura (5, 6) do invólucro central, o que reduz o risco de entupimento da abertura devido à deposição de metal nas paredes frias do coletor de vapor localizadas nas proximidades da abertura. Graças a esta posição, o vapor que entra no coletor de vapor também se condensa mais preferencialmente no substrato do que nas paredes, o que aumenta ainda mais o rendimento da deposição.
[036] De preferência, as paredes inferior e superior do coletor de vapor estão convergindo para fora, isto é, a altura da parede externa é menor que a altura da parede interna. O vapor é, portanto, capturado com mais eficiência antes de atingir a abertura externa (10).
[037] Mais preferencialmente, o coletor de vapor (8) tem, em seção transversal longitudinal, uma forma trapezoidal apontando em uma direção oposta ao invólucro central. Nessa realização, a linha de base do trapézio é posicionada verticalmente e adjacente ao invólucro central. Graças a esta posição da linha de base, as paredes do coletor de vapor ao redor da abertura do invólucro central estão o mais distante possível da abertura, o que reduz ainda mais o risco de entupimento da abertura devido à deposição de metal nas paredes frias do coletor de vapor localizadas nas proximidades da abertura. Nessa realização, as bordas do trapézio para fora convergem para reter o máximo de vapor possível antes que o vapor saia pela abertura externa (10).
[038] De acordo com uma realização da invenção, as paredes internas do coletor de vapor (8) são removíveis para que a limpeza da instalação seja mais facilitada. Em vez de parar a linha de deposição por um longo tempo para limpar a instalação, as paredes internas entupidas podem ser rapidamente removidas e substituídas por paredes internas limpas.
[039] Foram realizados testes na instalação de deposição a vácuo para avaliar a eficiência de uma instalação que compreende dois coletores de vapor ao evaporar o zinco.
[040] A quantidade de zinco evaporado foi obtida pesando o cadinho de evaporação, que alimenta o revestidor de jato de vapor, antes e depois do teste. A quantidade de zinco depositado foi obtida colocando os coletores de vapor em contato com uma solução ácida para dissolver o zinco. A quantidade dissolvida foi então medida por plasma indutivamente acoplado. A ausência de zinco depositado na câmara de vácuo foi avaliada visualmente.
[041] Um primeiro ensaio realizado em um substrato de aço com 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 Pa (10-1 mbar), mostrou que 1,835 g de zinco foram depositados nos coletores de vapor para 13,5 kg de zinco evaporado e que não houve deposição de zinco na câmara de vácuo. Isso corresponde a um rendimento de deposição de 99,99%.
[042] Um segundo ensaio 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 Pa (10-1 mbar), mostrou que 4,915 g de zinco foram depositados na abertura interna (9) dos coletores de vapor para 10,5 kg de zinco evaporado e que não houve deposição de zinco na câmara de vácuo.
Isso corresponde a um rendimento de deposição de 99,95%.
[043] Em comparação, um teste realizado em uma instalação sem coletores de vapor, nas mesmas condições, mostrou um rendimento de deposição de 99,5%. Apesar desse número alto, esse rendimento de deposição não seria aceitável em uma linha industrial, pois isso levaria a 6 kg de zinco depositado por hora de produção, ou seja, 2 toneladas de zinco depositado após uma campanha de produção de 2 semanas. Este rendimento de deposição corresponde a um rendimento de desenvolvimento de 0,5%, que é 10 a 50 vezes superior ao rendimento de desenvolvimento observado no caso da invenção.
[044] A instalação de acordo com a invenção aplica-se mais particularmente, mas não exclusivamente, ao tratamento de tiras de metal, pré- revestidas ou sem revestimento. Naturalmente, 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 de cerâmica.

Claims (11)

REIVINDICAÇÕES
1. INSTALAÇÃO DE DEPOSIÇÃO A VÁCUO (1) para depositar continuamente, em um substrato fluente (S), revestimentos formados a partir de metal ou liga metálica, caracterizada pela instalação (1) compreender uma câmara de vácuo (2) através da qual o substrato (S) pode passar ao longo de uma determinada trajetória (P), em que a câmara de vácuo (2) compreende ainda: - um invólucro central (4) compreendendo uma entrada de substrato (5) e uma saída de substrato (6) localizadas em dois lados opostos do invólucro central (4) e um revestidor de jato de vapor (7), em que as paredes internas do invólucro central (4) são adequadas para serem aquecidas a uma temperatura acima da temperatura de condensação dos vapores metálicos ou de ligas metálicas, e - um coletor de vapor (8) na forma de um invólucro externo localizado na saída de substrato (6) do invólucro central (4), compreendendo uma abertura interna (9) adjacente ao invólucro central (4) e uma abertura externa (10) localizada no lado oposto do coletor de vapor (8), as paredes internas do coletor de vapor (8) sendo adequadas para serem mantidas a uma temperatura abaixo da temperatura de condensação dos vapores metálicos ou de ligas metálicas.
2. INSTALAÇÃO DE DEPOSIÇÃO A VÁCUO (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender ainda um segundo coletor de vapor (8) localizado na entrada de substrato (5) do invólucro central (4).
3. INSTALAÇÃO DE DEPOSIÇÃO A VÁCUO (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizada pelo comprimento do coletor de vapor (8) na direção de corrida estar compreendido entre 0,5 vezes e 3,5 vezes a largura do substrato (S).
4. INSTALAÇÃO DE DEPOSIÇÃO A VÁCUO (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelas paredes do coletor de vapor (8) ao redor da abertura interna (9) serem perpendiculares à trajetória do substrato (P).
5. INSTALAÇÃO DE DEPOSIÇÃO A VÁCUO (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelas paredes inferior e superior do coletor de vapor (8) estarem convergindo para fora.
6. INSTALAÇÃO DE DEPOSIÇÃO A VÁCUO (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo coletor de vapor (8) possuir, em seção transversal longitudinal, uma forma trapezoidal apontando em uma direção oposta ao invólucro central (4).
7. INSTALAÇÃO DE DEPOSIÇÃO A VÁCUO (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelas paredes internas do coletor de vapor (8) serem removíveis.
8. INSTALAÇÃO DE DEPOSIÇÃO A VÁCUO (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pela regulação de calor do coletor de vapor (8) ser um circuito de resfriamento fornecido com um fluido de transferência de calor selecionado dentre água e nitrogênio.
9. PROCESSO PARA DEPOSITAR CONTINUAMENTE, em um substrato fluente (S), revestimentos formados a partir de metal ou liga metálica, caracterizado pelo processo compreender: - uma primeira etapa na qual o vapor metálico é ejetado em direção a pelo menos um lado do substrato fluente (S) e uma primeira camada de metal ou liga metálica é formada no lado por condensação de uma primeira parte do vapor ejetado, em que a primeira etapa ocorre em um invólucro central (4) compreendendo uma entrada de substrato (5) e uma saída de substrato (6) localizadas em dois lados opostos do invólucro central (4) e paredes internas aquecidas a uma temperatura acima da temperatura de condensação dos vapores metálicos ou de ligas metálicas, e - uma segunda etapa na qual uma segunda camada de metal ou liga metálica é formada no lado por condensação de uma segunda parte do vapor ejetado, em que esta segunda etapa ocorre em um coletor de vapor (8) na forma de um invólucro externo localizado na saída de substrato (6) do invólucro central (4) e compreendendo paredes internas mantidas a uma temperatura abaixo da temperatura de condensação dos vapores metálicos ou de ligas metálicas.
10. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pela segunda etapa ocorrer ainda em um segundo coletor de vapor (8) localizado na entrada de substrato (5) do invólucro central (4).
11. KIT PARA MONTAGEM DE UMA INSTALAÇÃO DE DEPOSIÇÃO A VÁCUO (1) para depositar continuamente, em um substrato fluente (S), revestimentos formados a partir de metal ou liga metálica, caracterizado pelo kit compreender: - um invólucro central (4) compreendendo uma entrada de substrato (5) e uma saída de substrato (6) localizadas em dois lados opostos do invólucro central (4) e um orifício de saída de vapor (71) de um revestidor de jato de vapor (7), em que as paredes internas do invólucro central (4) são adequadas para serem aquecidas a uma temperatura acima da temperatura de condensação dos vapores metálicos ou de ligas metálicas, e - um coletor de vapor (8) na forma de um invólucro externo adequado para ser localizado na saída de substrato (6) do invólucro central (4), compreendendo uma abertura interna (9) adjacente ao invólucro central (4) e uma abertura externa (10) localizada no lado oposto do coletor de vapor (8), as paredes internas do coletor de vapor (8) sendo adequadas para serem mantidas a uma temperatura abaixo da temperatura de condensação dos vapores metálicos ou de ligas metálicas.
BR112020010757-3A 2017-12-14 2018-12-11 Instalação de deposição a vácuo, processo para depositar continuamente e kit para montagem de uma instalação de deposição a vácuo BR112020010757B1 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IBPCT/IB2017/057943 2017-12-14
PCT/IB2017/057943 WO2019116081A1 (en) 2017-12-14 2017-12-14 Vacuum deposition facility and method for coating a substrate
PCT/IB2018/059856 WO2019116214A1 (en) 2017-12-14 2018-12-11 Vacuum deposition facility and method for coating a substrate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BR112020010757A2 true BR112020010757A2 (pt) 2020-11-17
BR112020010757B1 BR112020010757B1 (pt) 2023-09-12

Family

ID=

Also Published As

Publication number Publication date
MA51143A (fr) 2021-03-24
CA3084328C (en) 2022-05-31
JP7089031B2 (ja) 2022-06-21
CA3084328A1 (en) 2019-06-20
RU2741042C1 (ru) 2021-01-22
MX2020006058A (es) 2020-08-20
UA125835C2 (uk) 2022-06-15
US20210164088A1 (en) 2021-06-03
ZA202003072B (en) 2021-08-25
CN111479950A (zh) 2020-07-31
WO2019116214A1 (en) 2019-06-20
WO2019116081A1 (en) 2019-06-20
JP2021507101A (ja) 2021-02-22
AU2018385554B2 (en) 2021-02-25
EP3724367A1 (en) 2020-10-21
KR102503599B1 (ko) 2023-02-23
AU2018385554A1 (en) 2020-06-11
KR20200092996A (ko) 2020-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102538729B1 (ko) 진공 디포지션 설비 및 기재를 코팅하기 위한 방법
BR112020010757A2 (pt) instalação de deposição a vácuo, processo para depositar continuamente e kit para montagem de uma instalação de deposição a vácuo
BR112020010757B1 (pt) Instalação de deposição a vácuo, processo para depositar continuamente e kit para montagem de uma instalação de deposição a vácuo
US20190056157A1 (en) Heat exchanger for cooling a heating tube and method thereof
BR112020010708A2 (pt) instalação de deposição a vácuo e kit para montagem de uma instalação de deposição a vácuo
JP6382508B2 (ja) コーティング装置
JP7219780B2 (ja) 基板コーティング用真空蒸着設備及び方法
JPS6032120B2 (ja) 滴状凝縮面の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
B350 Update of information on the portal [chapter 15.35 patent gazette]
B06W Patent application suspended after preliminary examination (for patents with searches from other patent authorities) chapter 6.23 patent gazette]
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 11/12/2018, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS