FI78632B - Plasmabaoganordning foer paofoerande av belaeggningar. - Google Patents

Description

78632

Plasmakaarilaite pinnoittamista varten

Esillä oleva keksintö koskee plasmaruiskutusmene-telmää ja erityisemmin plasmakaarilaitetta erimuotoisten, 5 erityisesti pitkänomaisten kappaleiden useimmiten metallista pinnoitusta varten.

Hyödyllisimmin keksintöä voidaan käyttää käsittelemällä vahvistavalla, koristavalla tai muulla pinnoitteella työkalu-, lääke-, jalokivi- tai muun teollisuuden tuottei-10 ta.

Eräs tärkeä ongelma, joka tulee alan ammattimiehiä vastaan kehitettäessä plasmakaarilaitetta pinnoitukseen, on parannettaessa ruiskutusprosessin kohteena olevan kappaleen pinnan laatua, varmistaa tämän vaadittavat fysikaa-15 liset ja mekaaniset ominaisuudet. Päätekijä, joka estää tämän ongelman ratkaisemisen, on sähköisesti neutraalien makropatrikkelien läsnäolo: katodimateriaalista höyrystyneet pisarat ja kiinteät hiukkaset tästä materiaalista tuotetussa plasmavirrassa. Yllä mainitut makropartikkelit 20 turmelevat käsiteltävän kappaleen pinnan. Tämän estämiseksi käytetään magneettista erotusta erottamaan plasmavirta neutraaleihin ja varattuihin partikkeleihin, niin että kappale voidaan käsitellä pelkästään varatuilla partikkeleilla.

25 Tunnettua tekniikkaa on plasmakaarilaite, jossa plasmavirran erottaminen tapahtuu silloin, kun plasmavirta liikkuu kaarevassa magneettisella järjestelmällä varustetussa plasmaohjaimessa (ks. I.I. Aksenov, V.A. Belous et ai. Ustroystvo dly ochistki plasmy dugi ot makrochastits. 30 - "Pribory i tekhnika eksperimenta", M., 1978, No. 5, s.

236-237). Käytettäessä tätä laitetta neutraalit partikkelit saostetaan plasmaohjaimen seinämille, kun taas varatut partikkelit (positiiviset ionit) suunnataan magneettijär-jestelmällä ja ohjataan plasmaohjaimen läpi käsiteltävälle 35 kappaleelle.

2 78632

Olennainen haitta tällä laitteella koostuu varattujen partikkeleiden huomattavasta häviöstä niiden saostuessa plasmaohjaimen seinämille johtuen energiahäviöistä ja ohjaimen lisääntyneestä pituudesta.

5 Tunnetaan myöskin toinen plasmakaarilaite pinnoi tukseen, joka käsittää käsittelyanodikammion ei-magneettisesta metallista, kulutettavissa olevan katodin, joka sijaitsee tässä kammiossa ja jonka höyrystyspää on anodia kohti, käynnistyselektrodin, joka on kosketuksissa kato-10 diin, tasavirtalähteen kaaren ylläpitämiseksi, jaksollisen virtalähteen kaaren käynnistämiseksi ja anodille asennetun magneettisen järjestelmän (ks. V.A. Osipov, V.G. Padalka et ai. Ustanovka dly nanesenia pokryty osazhdeniem ionov, izvlekayemykh iz plazmy vakuumnoi dugi. - "Pribory i tekh-15 nika eksperimenta", M., 1978, No. 6, s. 173-175).

Tässä laitteessa tasavirtalähde kaaren ylläpitämiseksi on kytketty katodiin ja anodiin ja jaksollinen virtalähde kaaren käynnistämiseksi on kytketty katodiin ja käynnistyselektrodiin. Mainittu magneettijärjestelmä on 20 tarkoitettu suuntaamaan plasman varatut partikkelit anodin pinnasta käsiteltävän kappaleen suuntaan. Katodin tasainen päätypinta on sen höyrystyspinta. Laite on varustettu li-sämagneettijärjestelmällä katodipisteen pitämiseksi katodin tasaisella päätypinnalla (tämä järjestelmä on kuvattu 25 yksityiskohtaisesti SU-keksijäntodistuksessa nro 307 666, julkaistu 1979). Laitteen käsittelyanodikammio on muodoltaan kartiomainen ja varustettu tasaiselta päätypinnaltaan kannella. Kannen sisemmälle pinnalle on järjestetty käsiteltävät kappaleet. Kannen keskiosan viereen on myöskin 30 järjestetty kuppi. Tähän kuppiin on sijoitettu yllä mainittu katodi suhteellisen lyhyen tangollisen sylinterin muodossa. Katodin tasainen pää sijoittuu käytännöllisesti katsoen samaan tasoon kannen sisemmän pinnan kanssa.

Käytettäessä kuvattua laitetta, suuntautuu katodi-35 materiaalin höyryistä koostuva plasmavirta anodille. Lait- 3 78632 teen työskentelyolosuhteet on valittu niin, että virran positiiviset ionit on suunnattu anodin kartiomaisen pinnan alueen magneettikentän plasmaan aiheuttaman sähkökentän vaikutuksesta kohti kantta. Nämä positiiviset ionit on 5 seostettu käsiteltäville kappaleille samalla, kun neutraalit makropartikkelit on saostettu anodin sisemmälle pinnalle.

i Tämän laitteen toiminnan aikana syntyy tiettyjä vaikeuksia, jotka estävät laitteiden laajaperäisen käytön. 10 Siis tällä menetelmällä toteutettua plasmaruiskutusproses-sia voidaan käyttää pinnoittamaan vain kappaleen yhtä pintaa. Kappaleen toisen pinnan käsittelemiseksi on välttämätöntä sammuttaa laite ja kääntää kappale ympäri joko käsin tai erityisen mekanismin avulla. Tästä samasta syystä on 15 melko vaikeaa käsitellä pyörähdyskappaleita.

Lisäksi johtuen kannen työskentelypinnan pienuudesta, on mahdotonta käsitellä pitkänomaisia kappaleita, kuten tankoja, liuskoja, vaijereita ja nauhoja.

On myöskin huomattava, että koska yllä mainitun 20 laitteen höyrystyspinta on sen tasainen päätypinta, jonka ala ei tavallisesti ole enempää kuin 200 cm2, on laitteen tehokkuus olennaisesti pienentynyt, mikä tekee välttämättömäksi sähköenergian kulutuksen lisäämisen. Tämä jälkimmäinen välttämättömyys vaikuttaa vahingollisesti katodima-25 teriaalin höyrystysprosessiin ja, seurauksena, johtaa sen nopeaan kulumiseen, tiheään tapahtuvaan katodin vaihtoon ja plasmaruiskutusprosessin kohteena olevan kappaleen pinnan laadun turmeltumiseen.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on estää 30 edellä mainitut epäkohdat.

Keksinnön kohteena on saada aikaan plasmakaarilaite pinnoitusta varten, jossa muuttamalla katodin ja anodin muotoa samoin kuin niiden keskinäistä järjestelyä mahdollistaa plasmavirran pyörittäminen kappaleen ympäri ja sl-35 ten varmistaa kappaleen jatkuva käsittely kaikilta puolil- 4 78632 taan ja saada aikaan ruiskutuksen seurauksena korkealaatuinen pinta ja lisäksi mahdollistaa pitkänomaisten kappaleiden käsitteleminen.

Edellä esitetyt tarkoitusperät saavutetaan sillä, 5 että pinnoitusta varten tarkoitettu plasmakaarilaite käsittää käsittelyanodikammion ei-magneettisesta metallista, kulutettavissa olevan, tähän kammioon järjestetyn katodin, jonka höyrystyspinta on kohti anodia, käynnistyselektro-din, joka on kosketuksissa katodin kanssa, tasavirtaläh-10 teen kaaren syöttämiseksi yhdistettynä anodiin ja katodiin, jaksoittaisen virtalähteen kaaren käynnistämiseksi yhdistettynä katodiin ja käynnistyselektrodiin ja anodille asennetun magneettijärjestelmän, jonka tarkoituksena on varattujen partikkelien suuntaaminen anodin pinnalta kohti 15 käsiteltävää kappaletta, jossa laitteessa, keksinnön mukaisesti, käsittelyanodikammio on poikkileikkaukseltaan tasainen putki, jonka ulkosivulle on asennettu mainittu magneettijärjestelmä ja katodi vastaa poikkileikkaukseltaan olennaisesti mainitun putken muotoa ja johon on jär-20 jestetty aukko kappaletta varten sen asettamiseksi sinne käsittelyasentoon katodin ollessa sijoittuneena aksiaali-sesti mainittuun putkeen, niin että sen sivupinta muodostaa sen höyrystyspinnan ja jonka sivupinnan leveys on vähemmän kuin anodin pituus.

25 Termiä "poikkileikkaukseltaan tasainen putki" käy tetään tässä yleisenä geometrisenä terminä määrittelemään mitä tahansa putkea, jolla on sama poikkileikkauksen pinta-ala koko pituudeltaan. Putken poikkileikkauksen muoto voi olla paitsi pyöreä, myöskin soikea, suorakulmainen, 30 monisärmäinen jne.

Tällainen plasmakaarilaitteen järjestely mahdollistaa kappaleen sijoittamisen katodin aukkoon ja sen käsittelemisen kaikilta puolilta plasmavirralla (plasmapilvel-lä), koska viimeksi mainittu, johtuen anodin ympäröivästä 35 (putkimaisesta) muodosta, pyörii magneettikentän vaikutuk- 5 78632 sesta kappaleen ympäri sen akselia vastaan kohtisuorassa tasossa. Koska tässä tapauksessa katodin sivupinta on sen höyrystymispinta, paranevat katodimateriaalin höyrystys-olosuhteet ja plasman erottumisprosessi, jotka vaikuttavat 5 edullisesti plasmaruiskutusprosessin kohteeksi joutuvan pinnan laatuun.

Eräs valmistukseltaan yksinkertaisimmista laitteista on esitetyn plasmakaarilaitteen suoritusmuoto, jossa käsittelyanodikammio on muodoltaan sylinterimäinen putki. 10 Käytettäessä tätä suoritusmuotoa, on sähkökaari vakaampi ja plasmaruiskutusprosessi sujuu paremmin.

On edullista, että katodin sivupinnan leveys esitetyssä laitteessa on 0,05 - 0,5 kertaa anodin pituus. Tämä varmistaa parhaat olosuhteet kappaleen käsittelylle. Jos 15 katodin sivupinnan leveys on vähemmän kuin 0,05 kertaa anodin pituus, silloin sarjatuotanto-olosuhteissa ei plas-maruiskutusprosessilta vaadittavaa tehokkuutta voida varmistaa. Mikäli mainitun pinnan leveys katodilla on enemmän kuin 0,5 kertaa anodin pituus, silloin mainitun laitteen 20 käsittelyvyöhykettä ei käytetä rationaalisesti, mikä johtaa höyrystettävän materiaalin suurempaan hukkaan.

Käytettäessä esitetyn laitteen suoritusmuotoa, jossa on sylinterimäinen anodi, on edullista, että katodin vaakasuora pinta on myöskin joko sylinterimäinen tai moni-25 särmäinen. Ensimmäinen katodin muunnelma on sopivin teknisestä näkökulmasta ja toinen on sopivampi valmistettaessa katodi nauhamateriaalin pätkistä.

On suositeltavaa, että koko katodin pinta, poislukien höyrystyspinta, päällystetään kalvolla. Tämä lisää 30 laitteen luotettavuutta ja plasmaruiskutusprosessilla käsiteltävien kappaleiden laatua.

Melko hyödylliseksi voi osoittautua sellainen laitteen suoritusmuoto, jossa laitteeseen edelleen kuuluu yksi lisäkatodi, joka sijoittuu käsittelyanodikammioon ja joka 35 on varustettu käynnistyselektrodilla ja joka vastaa mai- 6 78632 nittua ensimmäistä katodia mainittujen ensimmäisen ja toisen katodin ollessa aksiaalisesti sijoittuneena mainitun anodikammion kehälle ja sähköisesti eristettyinä toisistaan. Verrattuna yllä kuvattuun suoritusmuotoon (jossa on 5 yksi katodi) tämä mahdollistaa tasaisemman pinnoituksen aikaansaamisen lyhyemmässä ajassa.

Mahdollinen on laitteen toinenkin suoritusmuoto, jossa laite koostuu useammasta (enemmän kuin kaksi) samanlaisesta katodista, jotka sijoittuvat aksiaalisesti käsit-10 telyanodikammioon varustettuina käynnistyselektrodeilla ja kytkettyinä sähköisesti toisiinsa yhteisillä virtakis-koilla ja jossa laitteessa on myöskin ohjausyksikkö yhdistettynä kunkin katodin käynnistyselektrodiin sytyttämässä ja sammuttamassa peräkkäin katodeja. Tämä laitteen suori-15 tusmuoto on erityisen sopiva käsiteltäessä pitkänomaisia kappaleita.

Käsiteltäessä pitkänomaisia kappaleita, voidaan käyttää vielä erästä laitteen suoritusmuotoa, jossa käsit-telyanodikammio on jaettu erillisiin ja sähköisesti toi-20 sistaan eristettyihin anodiosiin, joka laite lisäksi käsittää useita katodeja varustettuina käynnistyselektro-deillaan ja jotka katodit vastaavat ensimmäistä katodia, niin että kaikkien katodien kokonaislukumäärä vastaa ano-diosien lukumäärää mainittujen katodien ollessa sähköises-25 ti kytkettyinä keskenään yhteisillä virtakiskoilla ja kunkin katodin ollessa aksiaalisesti sijoittuneena kuhunkin anodiosaan. Pitkänomaisten kappaleiden käsittelemiseen tarjoaa tämä laitteen suoritusmuoto suurimman tehokkuuden johtuen kaikkien sähköisten "anodiosa-katodi"-ryhmien sa-30 manaikaisesta toiminnasta. Kussakin ryhmässä muodostuu pyörivä plasmapilvi.

Nyt keksintöä kuvataan niiden suoritusmuotojen avulla viitaten liitteen oleviin kuvioihin, joista:

Kuvio 1 on pitkittäisleikkaus esitetystä kaaresta 35 pinnoitukseen modifikaationa yhdellä katodilla; 7 78632

Kuviot 2 ja 3 esittävät päätykuvannon katodin mahdollisista muodoista käytettäväksi esitetyn laitteen suoritusmuodossa, jossa anodikammio on muodoltaan sylinteri-mäinen putki; 5 Kuvio 4 esittää kaavamaisesti esitetyn laitteen toiminnan leikkauksena pitkin kuvion 1 linjaa IV-IV;

Kuvio 5 on pitkittäisleikkaus esitetyn laitteen suoritusmuodosta, jossa on kaksi katodia;

Kuviot 6 ja 7 ovat poikkileikkauksia laitteen suo-10 ritusmuodosta, jossa on neljä katodia, kuvion 6 esittäessä muunnelman kiinteällä anodilla samalla, kun muunnelma osoitetusta anodista esitetään kuviossa 7;

Kuviossa 8 esitetään sama kuin kuviossa 5, mutta muunnelmana, jossa esillä olevan keksinnön mukainen plas-15 makaarilaite on aiottu jatkuvaan toimintaan.

Keksinnön mukainen plasmakaarilaite pinnoitukseen käsittää anodikammion 1 ei-magneettisesta metallista (ks. liitteiden kuviota 1), kulutettavissa oleva katodin 2, käynnistyselektrodin 3, tasavirtalähteen 4 ja jaksoittai-20 sen virtalähteen 5 vastaavasti syöttämään ja käynnistämään kaarta katodin 2 ja anodin 1 välillä.

Käsittelyanodikammio 1 on putken muotoinen, erityisesti sylinterimäinen, poikkileikkaukseltaan tasainen. Putki on suljettu tasaisista päädyistään kansilla 6 ja 7 25 eristettynä tästä kammiosta 1 eristävillä levyillä 8. Kannessa 6 on aukko 9 käsiteltävän kappaleen 10 syöttämiseksi kammioon 1 ja kannessa 7 on putkiyhteyskappale 11, jonka kautta kammio 1 on yhteydessä alipainejärjestelmään (yksinkertaisuuden vuoksi tätä järjestelmää ei ole esitetty 30 ja kaasun poisto kammiosta 1 on esitetty nuolella).

Katodi 2 on asennettu anodikammioon 1. virtakisko-jen 12 avulla, jotka on asennettu eristäviin heloihin 13, jotka on kiinnitetty kanteen 6. Tasavirtalähde 4 on kytketty anodiin 1 ja yhteen kiskoista 12, kun taas jaksoit-35 täinen virtalähde on kytketty toiseen kiskoon 12 ja käyn- 8 78632 nistyselektrodiin. Viimeksi mainittu on valmistettu keramiikasta ja tuotu yhteyteen katodin 2 kanssa ja se kulkee kanteen 7 kiinnitetyn eristä.vän helan 14 läpi.

Katodin 2 poikkileikkauksen muoto vastaa olennai-5 sesti anodikammion 1 muotoa ja se on varustettu aukolla 2a kappaletta 10 varten, joka sijoitetaan siihen käsitte-lyasennossa, kuten esitetään kuviossa 1. Katodi 2 sijoittuu aksiaalisesti anodiin 1 nähden, niin että sen sivupinta 2b on sen höyrystyspinta. Tämän pinnan 2b leveys "t" on 10 vähemmän kuin anodikammion 1 pituus "1". Kokeiden tulokset osoittavat, että parhaat tulokset saavutetaan, jos "t" on 0,5 - 0,05 kertaa anodin 1 pituus "1". Anodin ja katodin 2 muiden pintojen välisen vahingossa tapahtuvan kaaren syttymisen estämiseksi jälkimmäinen on peitetty kalvolla 15 15.

Laite on myöskin varustettu magneettijärjestelmällä, joka saattaa olla solenoidi 16, joka on asennettu anodikammion 1 ulkosivulle ja kytketty tasavirtalähteeseen (ei esitetty).

20 Tämä magneettijärjestelmä on tarkoitettu saamaan aikaan magneettikenttä anodikammion 1 yhteyteen, joka kenttä auttaa suuntaamaan anodin 1 pinnalta varatut plasma-partikkelit kappaleen 10 suuntaan. On syytä ymmärtää, että tämä magneettijärjestelmä saattaa olla muutoinkin kons-25 truoitu, esimerkiksi kestomagneettien muotoon (ei esitetty).

Katodin 2 toimintaolosuhteiden parantamiseksi on edullista jäähdyttää sitä vedellä, esimerkiksi mainittujen virtakiskojen 12 lävitse, johon tarkoitukseen viimeksi 30 mainitut on tehty ontoiksi (veden tulo ja poisto on esitetty nuolilla).

Mikäli anodikammio 1 on muodoltaan sylinterimäinen putki, kuten yllä kuvattiin, on edullista, että katodin 2 sivupinta 2b tehdään joko sylinterimäiseksi (kuvio 2) tai 35 monisärmäiseksi (kuvio 3). Toisessa tapauksessa katodi 2 9 78632 on tehty vakiomuotoon 2c ja kuluvat nauhat 2d on valmistettu kulutettavasta materiaalista ja kiinnitetty siihen.

Ensimmäinen versio katodin 2 valmistamiseksi on yksinkertaisin, kun taas toinen on sopiva valmistettaessa 5 katodia nauhamateriaalin osista, jotka olennaisesti vähentävät sen kustannuksia. On syytä ymmärtää, että jos anodi-kammio 1 (kuvio 1) on minkä muun muotoinen putki tahansa, kuten soikea tai suorakulmainen, katodin 2 olisi oltava samaa muotoa.

10 Laite toimii seuraavalla tavalla.

Kappale 10 (kuvio 1) kiinnitetään pitimeen 10a ja työnnetään aukon 9 läpi anodikammioon 1 niin, että tämä kappale lävistää aukon 2a katodissa 2, kuten esitetty piirustuksessa, jonka jälkeen mainittu pidin 10a kiinnitetään 15 tuloaukkoon 9. Sitten, vaadittavan alipaineen synnyttyä anodikammioon 1, syötetään käyttöjännite anodille 1 ja katodille 2 tasavirtalähteestä, jonka jälkeen solenoidi 16 kytketään. Sitten käynnistysjännite syötetään katodille 2 ja käynnistyselektrodille 3 jaksollisesta virtalähteestä 20 5. Näin ollen aiheutuu katodin 2 ja anodin 1 välille säh- kökaari, jonka katodipiste pyörii katodin 2 vaakasuoralla pinnalla 2a solenoidin 16 magneettikentän vaikutuksesta. Katodipiste aiheuttaa katodin 2 materiaalin höyrystymisen ja plasmapilven 17 (kuvio 4) muodostumisen pyörimään 25 anodikammion 1 akselia vastaan kohtisuorassa tasossa, kuten kaavamaisesti esitetään kiinteällä nuolella. Näin ollen plasmavirran 17 neutraalit makropartikkelit saostuvat anodikammion 1 sisäpinnalle, kun taas positiiviset ionit heijastuvat plasman sähkökenttään magneettikentän vaiku-30 tuksesta syntyneestä jännitevallista ja saostuvat kappaleen 10 pinnalle, joka esitetään katkoviivoilla kuviossa 4. Johtuen plasmapilven pyörimisestä, käsitellään kappale 10 koko sen kehän ympärykseltä. Etäisyys "s" (kuvio 1) katodin 2 vaakasuoralta pinnalta 2b anodikammion 1 sisä-35 pinnalle valitaan sellaiseksi, että saadaan aikaan kappa- 78632 ΙΟ leen 10 käsittely koko pituudeltaan "lj”.

Kuviossa 5 esitetään toinen vaihtoehtoinen esillä olevan keksinnön mukainen suoritusmuoto. Tämä suoritusmuoto käsittää kaksi katodia 2, jotka ovat samanlaisia kuin 5 edellä kuvatut ja jotka sijoittuvat anodikammion 1 päihin. Kumpikin näistä katodeista 2 on varustettu käynnistyselek-trodilla 3, jotka on sähköisesti eristetty toisistaan ja joilla kummallakin on oma voimayksikkönsä mukaan lukien virtalähteet 4 ja 5.

10 Tämän suoritusmuodon toiminta on olennaisesti sa manlainen kuin yllä kuvattu. Tämä suoritusmuoto mahdollistaa kappaleen 10 pinnoituksen nopeammin ja tasaisemmin, koska tässä tapauksessa viimeksi mainitun käsittely etenee samanaikaisesti molemmista päistä. Lisäksi tässä tapauk-15 sessa johtuen käsittelyalueen levenemisestä, voidaan kappaleen 10 pituutta lisätä 1,5 - 2-kertaiseksi verrattuna kuvion 1 mukaisen suoritusmuodon toimintaan käytännöllisesti katsoen lisäämättä laitteen kokoa.

On syytä huomata, että käytettäessä kuvioissa 1 ja 20 5 esitettyjä laitteen suoritusmuotoja,tasaisin pinnoitus saadaan kappaleen 10 niille alueille, jotka eivät varjostu plasmavirralta tangoilla 12. Osa plasman ioneista saostuu näille tangoille. Tämä, ensinnäkin, aiheuttaa kiskojen 12 alla olevan kappaleen 10 pinnoitteen naksuuden vähenemi-25 sen, ja toiseksi, aiheuttaa katodin 2 saostuvan materiaalin vähenemisen tietyllä määrällä. On syytä ymmärtää, että jos katodien 2 lukumäärää lisätään (joka voi olla tarpeellista, esimerkiksi, jos on tarpeen lisätä suhteellisen pitkien kappaleiden käsittelyn tehokkuutta), on myöskin 30 syytä lisätä kiskojen lukumäärää, joka edelleen johtaa vielä suurempaan kappaleelle 10 seostettavan materiaalin hukkaan ja suureen pinnoitteen epätasaisuuteen.

Näiden hävikkien vähentämiseksi ko. tapauksissa, kun on välttämätöntä tehokkaasti käsitellä pitkiä (yli 1 35 m) kappaleita, erityisesti poikkileikkaukseltaan muuttu- 11 78632 via, on edullista käyttää hyväkseen kuvioissa 6 ja 7 esitettyjä suoritusmuotoja. Kuviossa 6 esitetään muunnelma plasmakaarilaitteesta, joka käsittää useita (tässä tapauksessa neljä) identtisiä elektrodeja, jotka sijaitsevat 5 aksiaalisesti anodikammiossa 1 virtakiskoilla 18 varustettuina käynnistyselektrodeilla 3.

Virtakiskot 18 eivät periaatteessa eroa mainituista i kiskoista 12 (kuvat 1, 5), mutta mainitut kiskot 18 ovat yhteisiä kaikille katodeille 2, minkä johdosta virran kyt-10 kentä on suoritettu katodien välissä. Laitteessa on myös säätöyksikkö 19, jolla katodit 2 voidaan jatkuvasti kytkeä päälle ja pois. Mainittu yksikkö 19 on liitetty kunkin katodin 2 käynnistyselektrodeihin 3, kuten katkoviiva osoittaa vain yhdelle käynnistyselektrodille 3.

15 Koska tässä tapauksessa virtakiskojen 18 lukumäärä ei lisäänny katodien 2 lukumäärän lisääntyessä, materiaa-lihävikit eivät ole kovin suuria ja pinnoite on tasaisempi·

Edellä kuvatun muunnelman toiminnan aikana (kuvio 20 6) kaari siirtyy jatkuvasti yhdestä katodista 2 toiseen ohjausyksikön 19 avulla ja siten kappaletta 10 käsitellään jatkuvasti, osa osalta, kautta koko kappaleen oituuden. Ohjausyksikön rakenne on alan ammattimiehille tunnettu ja valittu lukuisten tämäntyyppisten yksiköiden todellisten 25 olosuhteiden mukaisesti.

Laitteen suoritusmuoto, esitettv kuviossa 7, on olennaisesti samanlainen kuin kuviossa 6 esitetty, mutta erona on se, että siihen ei kuulu ohjausyksikköä 19 ja anodikammio 1 on tässä tapauksessa jaettu erillisiin ano-30 diosiin la - Id, jotka on sähköisesti eristetty toisistaan eristävillä levyillä 8. Kukin näistä anodiosista on varustettu magneettijärjestelmällä 16 ja tasavirtalähteellä 4 kaaren syöttämiseksi. Yksi jaksollinen virtalähde 5 on varustettu sytyttämiseksi, vaikkakin on selvää, että useita 35 tällaisia lähteitä voidaan järjestää riippuen anodiosien 12 78632 lukumäärästä. Katodien 2 kokonaislukumäärä vastaa myöskin anodiosien la - Id määrää ja kukin katodi sijoittuu aksi-aalisesti kuhunkin anodiosaan la - Id. Virtalähteiden 4 ja 5 toiminta käy selväksi kuviosta 7 eikä vaadi yksityis-5 kohtaista selitystä.

Käsiteltäessä kappaletta 10 tällaisella suoritusmuodolla, saadaan aikaan useita kaaria samanaikaisesti ja kukin näistä kaarista palaa vastaavassa sähköisessä "ano-diosa-katodi"-ryhmässä. Seurauksena kappaletta 10 käsitel-10 lään usealla (tässä tapauksessa neljällä) plasmavirralla, jotka huomattavasti tiivistävät ruiskutusprosessia ja parantavat ruiskutettavan pinnan laatua erityisesti käsiteltäessä pitkänomaisia kappaleita.

On syytä huomata, että virtakiskot 18, jotka on ku-15 vattu kahdessa viimeksi mainitussa laitteen suoritusmuodossa ja jotka toimittavat virran kaikille katodeille 2, voivat olla sekä kiinteitä, kuten esitetty, esimerkiksi kuviossa 6 että koostua useista osista 18a - 18e, kuten on esitettv kuviossa 7. On selvää, että toinen elektrodi-20 versio on yksinkertaisempi valmistaa.

Epäsäännöllisyyksien vähentämiseksi kappaleen 10 pinnan pinnoituksessa katodien 2 ja kiskojen 18 alla, on suositeltavaa, että käsittelyn aikana kappaletta siirretään aksiaalisuunnassa matkan, joka on vähemmän kuin kato-25 din 2 leveys ja jaksoittaisesti käännetään akselinsa ympäri.

Mikäli kappale 10 on poikkileikkaukseltaan tasainen koko pituudeltaan ja viimeksi mainittu on suhteellisen mittava (pitkät akselit, nauhat, vaijerit, liuskat jne.), 30 on edullista käyttää keksinnön mukaisen laitteen suoritusmuotoa, kuvio 8, joka suoritusmuoto suhteellisen nienistä mitoistaan huolimatta on erittäin tehokas jatkuvatoiminen laite. Tämän suoritusmuodon mukaisesti anodikammio 1 on varustettu aukolla 9a ja aukolla 9b sekä sisäänmenoaukon 35 9a että ulosmenoaukon 9b ollessa varustettu tiiviste-eli- 13 78632 mellä 20. Laitteen toiminnan aikana kappaletta 10 siirretään läpi anodikammion 1 aksiaalisessa suunnassa, joka on esitetty nuolella piirustuksessa ja kappaleesseen on kohdistettu jatkuva plasmaruiskutusprosessi.

5 On syytä huomata, että missä tahansa keksinnön mu kaisen laitteen edellä kuvatussa suoritusmuodossa on mahdollista käsitellä joko yhtä tai useamnaa kappaletta 10 samanaikaisesti. Viimeksi mainitussa tapauksessa kappaleet sijoitetaan yhdensuuntaiseen suhteeseen toistensa kanssa 10 ja ne voivat olla käsittelystä riippuen joko liikkumattomia tai niitä voidaan pyörittää akseliensa ympäri millä tahansa tavanomaisella vedolla, esimerkiksi planeettapyö-rästöllä.

Samalla, kun keksinnön erityisiä suoritusmuotoja 15 on esitetty ja kuvattu, ovat useat muut suoritusmuodot ilmeisiä alan ammattimiehille ja siksi ei ole tarkoitus, että keksintöä rajataan käsiteltyihin suoritusmuotoihin tai niiden yksityiskohtiin ja poikkeamia saatetaan tehdä niistä vaatimuksissa määritellyn keksinnön hengessä ja 20 puitteissa.

Claims (9)

14 78632

1. Plasmakaarilaite pinnoitteiden muodostamiseksi, joka laite käsittää ei-magneettisestä metallista valmis-5 tetun käsittelyanodikammion (1), kulutettavissa olevan katodin (2), joka on järjestetty tähän käsittelykammioon (1) ja jonka katodin höyrystymispinta on kohti anodia (1), katodin (2) kanssa kosketuksessa olevan käynnistyselektro-din (3) anodiin (1) ja katodiin (2) tasavirtalähteen (4) 10 valokaaren syöttämiseksi katodiin (2) ja käynnistyselekt-rodiin (3) kytketyn pulssivirtalähteen (5) valokaaren käynnistämiseksi, ja magneettijärjestelmän (16), joka on asennettu anodille (1) poikkeuttamaan varatut plasmapar-tikkelit anodin (1) pinnalta kohti käsiteltävää kappaletta 15 (10), tunnettu siitä, että käsittelyanodikammio (1) on poikkileikkaukseltaan tasainen putki, jonka ulkopinnalle mainittu magneettinen järjestelmä (16) on järjestetty, ja että katodin (2) on poikkileikkausmuoto vastaa olennaisesti mainitun putken poikkileikkausmuotoa ja kato-20 di (2) on varustettu aukolla (2a) kappaleen (10) sijoittamiseksi siihen käsittelyasentoon, ja että katodi (2) on sijoitettu samanakselisesti mainitun putken kanssa niin, että höyrystymispinta on katodin (2) sivupinta (2b), jonka leveys on pienempi kuin anodin (1) pituus.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tun nettu siitä, että katodin (2) sivupinnan (2b) leveys on 0,05 - 0,5 kertaa anodin (1) pituus.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että käsittelyanodikammio (1) on 30 sylinterimäisen putken muodossa.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että katodin (2) sivupinta (2b) on sy-linterimäinen.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, t u n -35 nettu siitä, että katodin (2) sivupinta (2b) on monisärmäinen. 15 78632

6. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-5 mukainen laite, tunnettu siitä, että katodin (2) koko pinta, lukuun ottamatta höyrystyspintaa (2b), on peitetty kalvolla.

7. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-6 mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen edelleen kuuluu yksi lisäkatodi (2), joka sijoittuu mainittuun käsit-telyanodikammioon (1) ja joka on varustettu käynnistys-elektrodilla (3) ja identtinen mainitun ensimmäisen kato-10 din (2) kanssa, jolloin mainitut ensimmäinen ja toinen katodi (2) ovat aksiaalisesti samassa linjassa mainitun kammion (1) kehällä ja sähköisesti toisistaan eristettyjä.

8. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-6 mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen edelleen kuu- 15 luu useita katodeja (2), jotka on sijoitettu mainittuun käsittelyanodikammioon (1) ja varustettu käynnistyselek-trodeilla (3) ja jotka ovat identtiset ensimmäisen katodin kanssa, jolloin kaikki katodit (2) on kytketty sähköisesti yhteen yhteisillä virtakiskoilla (18) ja järjestetty 20 aksiaalisesti samaan linjaan, ja että se on varustettu ohjausyksiköllä (19), joka on kytketty kunkin katodin (2) käynnlstyselektrodiin (3) järjestyksessä sytyttämään ja sammuttamaan katodit (2).

9. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-6 mukainen 25 laite, tunnettu siitä, että käsittelyanodikammio (1) on jaettu erillisiin anodiosiin (la - Id), jotka on sähköisesti eristetty toisistaan, ja että laitteeseen kuuluu lisäksi useita katodeja (2), jotka on varustettu käyn-nistyselektrodeilla (3) ja ovat identtiset mainitun ensim-30 mäisen katodin (2) kanssa, jolloin katodien kokonaislukumäärä vastaa anodiosien (la - Id) lukumäärää mainittujen katodien (2) ollessa sähköisesti yhteen kytkettyjä yhteisillä virtakiskoilla (18) ja kunkin katodin (2) ollessa järjestetty aksiaalisesti linjaan kukin omaan anodiosaansa 35 (la - Id). 16 78632