FR2533398A1

FR2533398A1 - Dispositif a plasma d'arc pour l'obtention des revetements

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Publication number: FR2533398A1
Application number: FR8215892A
Authority: FR
Original assignee: KLJUCHKO GENNADY
Current assignee: KLJUCHKO GENNADY
Priority date: 1982-09-17
Filing date: 1982-09-21
Publication date: 1984-03-23
Also published as: SE8205250D0; FR2533398B1; CH656400A5; AT376460B; DE3234100C2; SE450539B; SE8205250L; DE3234100A1; GB2127043A; ATA330782A; US4492845A; GB2127043B

Abstract

LE DISPOSITIF COMPREND UNE CHAMBRE DE TRAVAIL FORMANT ANODE 1 SE PRESENTANT SOUS LA FORME D'UN TUBE EN METAL AMAGNETIQUE, UNE CATHODE CONSOMMABLE 2 PERCEE D'UNE OUVERTURE 2A POUR RECEVOIR UNE EBAUCHE 10 ET PRESENTANT, DANS SA SECTION TRANSVERSALE, UNE FORME COINCIDANT AVEC LE PROFIL DE CE TUBE 1, UNE ELECTRODE D'AMORCAGE 3 RELIEE A LA CATHODE 2, AINSI QUE DES SOURCES DE COURANT 4 ET 5 POUR ALIMENTER ET AMORCER L'ARC ENTRE LA CATHODE 2 ET L'ANODE 1. LA CATHODE 2 EST DISPOSEE A L'INTERIEUR DE L'ANODE 1 COAXIALEMENT A CELLE-CI DE MANIERE QUE LA SURFACE LATERALE 2B DE LA CATHODE SOIT ORIENTEE VERS L'ANODE 1 ET SERVE DE SURFACE D'EVAPORATION DONT LA LARGEUR EST INFERIEURE A LA LONGUEUR DE L'ANODE 1. SUR LA SURFACE EXTERIEURE DE L'ANODE 1 EST MONTE UN SYSTEME MAGNETIQUE 16 SERVANT A DEVIER LES IONS DU PLASMA, GENERE PAR L'ARC, DANS LA DIRECTION DE L'EBAUCHE 10.

Description

La présente invention se rapporte à la métallisation par jet de plasma et,

plus particulièrement, elle concerne les dispositifs à olasma d'arc pour obtention des revê- tements (de préférence métalliques) sur des ébauches de

forme variée et surtout sur des ébauches de grande lon-

gueur, L'invention peut être -avantaqeusement aopliquée pour obtenir des revêtements renforçateurs, décoratifs et d'autres revêtements dans l'industrie des instruments,

dans la médecine, dans la bijouterie et dans d'autres do-

maines. Un objectif importants visé par les spécialistes lors de la mise au point des dispositifs à plasma d'arc

servant à l'obtention de revêtements, consiste à amélio-

rer la qualité de surface de la pièce revêtue et à con-

férer à cette surface les propriétés physiques et méca-

niques désiréeso Le facteur essentiel, s'opposant à la.

résolution de ce problème 2 est la présence, dans le cou-

rant de plasma résultant de l'évaporation du matériau de la cathode, de macroparticules-gouttes électriquement neutres et de fragments solides de ce matériau qui sont nuisibles à la qualité de surface de l'ébauche à traitero On supprime cet inconvénient en opérant la séparation magnétique du courant de plasma en des-,particules neutres et chargées pour que l'ébauche ne soit traitée que par ces dernièereso On connaît, notamment, un dispositif à olasma d'arc dans lequel la séparation du jet de plasma se fait lors de son mouvement dans un guide de plasma curviligne muni d'un système magnétique (voir Io Io L Axenov, Vo Ao Belous et alo Ustroistvo dlya ochistki plazmy vakuumnoi dugi ot makrochastitso "Pribory i teknika experimenta" 2 M, 1978, n 5 p popo 236-237)0 Les macroparticules neutres se déposent alors sur les parois du guide de plasma, tandis que les particules chargées (ions positifs) sont déviées - 2- par le système magnétique et sont dirigées par le guide

de plasma vers l'ébauche à traiter.

L'inconvénient essentiel dudit dispositif réside dans les pertes considérables des particules chargées qui sont déposées sur les parois du guide de plasma par suite

des pertes énergétiques et du fait d'une étendue impor-

tante de ce guide de plasma.

On connaît également un dispositif à olasma d'arc servant à obtenir des revêtements, du type comprenant une chambre de travail formant anode en màtal amagnétique, une cathode consommable disposée dans cette chambre et dont la surface d'évaporation est orientée vers l'anode, une

électrode d'amorçage en contact de la cathode, une sour-

ce de courant continu servant à alimenter l'arc, une sour-

ce de courant impulsionnel servant à amorcer l'arc, ain-

si qu'un système magnétique monté sur l'anode (voir V.A Osipov, V G Padalka et al Ustanovka dlya nanesenia

pokryty osazhdeniem ionov, izvlekaemykh iz plazmy vakuum-

noi dugi "Pribory i tektnika experimenta", Md, 1978,

n 6, p p 173-175).

Dans ce dispositif la source de courant servant à alimenter l'arc est reliée à la cathode et à l'anode, tandis que la source servant à amorcer l'arc est reliée à la cathode et à l'électrode d'amorçage Le système ma= gnétique mentionné sert à faire davier les particules

chargées du plasma de la surface de l'anode dans la di-

rection de l'ébauche à traiter C'est la face terminale de la cathode qui sert de surface d'évaporation de cette

dernière -Le dispositif comporte alors un système magn-

tique supplémentaire servant à retenir la tache catho-

dique sur la face terminale de la cathode (ce système est décrit en détails dans le certificat d'auteur Ub TSS n 307666 publié en 1979) La chambre de travail formant

anode est conique et elle est munie, coté face terminale,.

d'un couvercle sur la surface intérieure duquel on place les ébauches à traiter u ne douille aboutit à la partie centrale du couvercle, cette douille abribant ladite cathode et se presbntant sous la forme d'un cylindre relativement court _-5 _ avec une tige La face terminale de la cathode se trouve pratiquement dans le même plan avec la surface intérieure du couvercle

Lors du fonctionnement du dispositif décrit le cou-

rant de plasma, contenant les vapeurs du matériau de la

cathode, se dirige vers l'anode Le régime de fonctionne-

ment du dispositif est alors choisi de manière que les ions positifs contenus dans le courant soit'déviés par le champ électrique créé dans le plasma sous l'effet du champ magnétique dans-la zone de la surface conique de l'anode et soit dirigés vers le couvercle pour se déposer sur les ébauches à traiter, alors que les macroparticules

neutres se déposent sur la surface intérieure de l'anode.

Lors de l'exploitation du dispositif considéré sur-

gissent certaines difficultés ce qui empêche sa bonne utili-

sation Ainsi" du fait que ce dispositif'ne permet d'opé-

rer la projection au jet de plasma que sur un seul plan de l'ébauche, on est obligé, pour traiter un autre plan de mettre hors service le dispositif et de retourner l'ébauche soit à la main soit à l'aide d'un mécanisme spécial Pour

la même raison il est assez difficile de traiter les ébau-

ches se présentant sous la forme de corps de révolution.

En outre, par suite de la surface de travail du cou-

vercle relativement faible' on ne peut pas traiter, dans ce cas, des ébauches d'une grande longueur, telles que barres, bandes, tiges etc.

Notons également le fait que dans le dispositif dé-

crit la surface d'évaporation de la cathode est consti-

tuée par la face terminale qui normalement ne dépasse pas 2

200 cm 2, ce qui diminue sensiblement le rendement du dis-

positif et nécessite l'augmentation de la puissance élec-

trique appliquée Pourtant, cetue dernière circonstance est nuisible au déroulement du processus d'évaporation du matériau de la cathode et" par conséquent, conduit à une

consommation intense de la cathode, exige des remplace-

ments fréquents de la cathode et nuit à la qualité de la

surface traitée.

-4-

Le but de l'invention est de remédier aux inconvé-

nients mentionnés.

L'invention vise un dispositif à plasma d'arc ser-

vant à obtenir des revàtements qui, grâce à la modifica-

tion de la forme de la cathode et de l'anode ainsi que de leur disposition l'une par rapport à l'autre, permettrait de modifier la surface d'évaporation de la cathode et de

conférer au courant de plasma un mouvement de rotation au-

tour de l'ébauche et, de ce fait, d'assurer un traitement

en continu de cette ébauche de tous ses ctésstout en as-

surant la haute qualité de la surface obtenue et, en plus, la possibilité de pouvoir traiter les ébauches de grande longueur. qelon l 'invention, le dispositif -à plasma d'arc pour obtenir des revêtements comporte: une chambre formant anode en métal amagnétiaue une cathode consommable disposée dans cette chambre et dont la surface d'évaporation est orientée vers l'anode; une électrode d'amorçage en contact de la cathode; une

source de courant continu servant à alimenter l'arc et re-

liée à l'anode et à la cathode; une source de courant im-

pulsionnel servant à amorcer l'arc et reliée à la cathode

et à l'électrode d'amorçage; et un système magné-

tique monté sur l'anode et servant à dévier les particules

chargées du plasma de la surface de l'anode dans la di-

rection de l'ébauche à traiter; ledit dispositif étant caractérisé en ce que la chambre de travail formant anode se présente sous la forme d'un tube de section égale sur la face extérieure duquel est monté ledit système magnétique, tandis que la cathode présente,

dans sa section transversale, une forme qui coïncide pra-

tiquement avec le profil dudit tube, cette cathode étant perc-e d'une ouverture servant à mettre l'ébauche en position de travailcette cathode étant disposée suivant l'axe dudit

tube de manière que sa surface d'évaporation soit consti-

tuée par sa surface latérale, la largeur de cette derniâ-

re étant inférieure à la longueur de l'anode.

-5- On emploie le terme 'tube de section é;ale', ici et

par la suite, au sens larqe géométrique pour indiquer n'im-

porte quel tube dont la surface de la section transver-

sale est égale sur toute la longueur et dont le profil peut être non seulement rond mais ovale, rectangulaire,

polyédrique ou autre.

Une telle conception du dispositif à l'arc plasma permet de mettre en place l'ébauche dans l'ouverture de la cathode et de traiter cette ébauche de tous cotés par

un courant de plasma (nuage de plasma) du fait que ce dcr-

nier est animé d'un mouvement de rotation autour de l'ébauche dans le plan perpendiculaire à l'axe de celle-ci

sous l'action du champ magnétique grâce la forme tubu-

laire de l'anodeo Etant donné que dans ce cas la surface d'évaporation de la cathode est constituée par sa surface latérale, les conditions d'évaporation du matériau de la cathode et de déroulement de la séparation du plasma sont anémliorées, ce qui favorise la qualité de surface de

l'ébauche revêtue.

Un des modes de réalisation les plus simples au

point de vue fabrication est celui selon lequel la cham-

bre de travail formant anode se présente sous la forme

d'un tube cylindrique Dans le cas de ce mode de réalisa-

tion l'arc électrique s'établit de manière plus stable et le processus de projection plasma déroule mieux

Il est avantageux que la largeur de la surface laté-

rale de la cathode, dans le dispositif revendiqué, soit comprise entre 0, 05 et 0,5 fois la longueur de l'anodeo

Ceci assure les meilleures conditions pour opérer la pro-

jection plasma en vue d'obtenir le revêtemento Si la lar-

geur de la surface latérale de la cathode est inférieure

à O 005 fois lalongueur de l'anode, on n'arrive pas à assu-

rer le rendement voulu dans le cas de la production en très grande sérieo Miais si la largeur de ladite surface

de la cathode est supérieure à 0,5 fois la longueur de l'ano-

de, la zone de travail du dispositif revendiqué n'est pas

utilisée de manière rationnmlelle ce qui conduit à l'accrois-

G 6 2533398

sement des pertes du matéeiau en évaporation.

Dans le cas du mode de réalisation du dispositif re-

vendiqu& prévoyant la forme cylindrique de l'anode, il est

bon que la surface lat'rale de la cathode soit cylindri-

que, elle aussi, ou polyédrique La première forme de la

cathode est la plus avantageuse au point de vue technolo-

gie, tandis que la deuxième est plus commode dans le cas de la fabrication de la cathode à partir des tronçons du

mat Sriau en bande.

Il est avantageux que toute la surface de la cathode à l'exception de la surface d'évaporation, soit protégée

par un écran Ceci améliore la fiabilité de fonctionne-

ment du dispositif et la qualité du revêtement obtenu.

Il est avantageux de concevoir un mode de réalisation du dispositif selon lequel il comporte, en plus, une autre cathode disposée dans la chambre de travail et munie d'une électrode d'amorçage, cathode analogue à ladite première

cathode, la première et la deuxième cathodes étant dispo-

sées coaxialement aux bords de ladite chambre-anode et isolées électriquement, l'une de l'autre En comparaison

avec les modes de réalisation décrits ci-dessus (prévoy-

ant une seule cathode) ce mode de réalisation permet dcob-

tenir un revêtement plus régulier et en une période plus courte. Il est possible d'avoir recours à un autre mode de

réalisation du dispositif, selon lequel il comporte plu-

sieurs (plus de deux) cathodes identiques disposées co-

axialement dans la chambre de travail et munies d'électro-

des d'amorçage et reliées 1 lectriquement l'une à l'autre à l'aide de montants conducteurs de courant communs, ainsi qu'une unité de commande pour la mise en jeu et hors jeu des cathodes qui est reliée à l'électrode d'amorçage de chacune des cathodes Ce mode de réalisation est surtout

adapté pour traiter des ébauches de grande longueur.

Pour traiter de telles ébauches on peut recourir à un autre mode de réalisation de l'invention selon lequel

la chambre de travail formant anode est divisée en sec-

tions d'anode isolées électriquement l'une de l'autre, le dispositif comportant alors, en plus, plusieurs cathodes

munies d'électrode d'amorçage et analogues à ladite pre-

mière cathode de sorte que le nombre total de cathodes soit égal à celui de sections d'anode, ces cathodes étant

électriquement reliées l'une à l'autre par l'intermédi-

aire des montants conducteurs de courant communes et dis-

posées coaxialement à raison d'une cathode pour chacune des sections d'anode Lors du traitement des ébauches de grande longueur ce mode de réalisation assure un rendement le plus élevé grace au travail simultané de tous les groupes électriques "section d'anode-cathode" dont chacun

donne naissance à un nuage de plasma tournant.

L'invention sera mieux comprise et d'autresbuts, dé-

tails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la

lumière de la description explicative qui va suivre de dif-

frents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs avec référence aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels

la figure 1 représente schématiquement un disposi-

tif à plasma d'arc pour 1 ' obtention des revêtements conf or-

me à l'invention, muni d'une seule cathode (vue en coupe longitudinale);

les figures 2 et 3 représentent des formes éventu-

elles de la cathode (vue c 8 té face terminale) dont est mu-

ni le dispositif conforme à l'invention utilisant une chambre formant anode se présentant sous la forme d'un tube cylindrique; la figure 4 illustre le fonctionnement du dispositif

conforme à l'invention (vue en coupe suivant la ligne IV-

IV de la figure 1);

la figure 5 représente un mode de réalisation du dis-

positif conforme à l'invention utilisant deux cathodes (vue en coupe longitudinale);

les figures 6 et 7 représentent un autre mode de rà-

alisation du dispositif utilisant quatre cathodes (vue en coupe longitudinale), la figure 6 montrant une variante

utilisant une anode pleine, la figure 7 montrant une va-

riante utilisant une anode sectionnée; la figure 8 représente le même mode de réalisation

du dispositif que la figure 5, mais du type à fonctionne-

ment continu

Le dispositif à plasma d'arc pour 1 ' obtention des re-

vêtements conforme à l'invention comprend une chambre de travail formant anode 1 en m Stal magnétique (figure 1), une cathode consommable 2, une électrode d'amorçage 3, une source de courant continu 4 et une source de courant

impulsionnel 5 respectivement pour alimentation et amor-

çage de l'arc entre la cathode 2 et l'anode 1.

La chambre de travail formant anode I présente la

forme d'un tube de section égale (cylindrique, en parti-

culier) et elle-est fermée côté faces terminales par les couvercles 6 et 7 isolés de cette chambre 1 à l'aide de joints isolants 8 Le couvercle 6 possède une porte de chargement 9 pour introduire une ébauche à traiter 10 dans

la chambre 1, tandis que le couvercle 7 est muni d'une tu-

bulure 11 par l'intermédiaire de laquelle la chambre 1 est reliée à un système servant à créer le vide (pour plus de simplicité ce système n'est pas montré, le pompage à vide

de la chambre 1 étant indiqu-_par une flèche).

La cathode 2 est montée dans la chambre-anode 1 à l'aide de montants conducteurs de courant 12 montés dans les douilles isolantes 13 fixées sur le couvercle 6 La source de courant continu 4 est alors reliée à l'anode 1

et à l'un des montants 12, tandis que la source 5 est re-

liée à un autre montant 12 et à l'électrode d'amorçage 3.

Cette dernière est réalisée en céramique, elle est mise en contact de la cathode 2 et passe par la douille isolante

14 fixée sur le couvercle 7.

La cathode 2 présente, dans sa section transversa-

le,une forme coïncidant pratiquement avec le profil de la chambre-anode 1 et est percée d'une ouverture 2 a pour

la mise en position de travail de l'ébauche 10, comme mon-

tré dans la figure 1 La cathode 2 est alors disposée sui-

vant l'axe de l'anode I cóe manière que sa surface d'évapo-

ration soit constituée par sa surface latérale 2 b La

largeur "t"' de cette surface 2 b est inférieure à la lon-

gueur "l" de la chambre-anode 1 o Comne l'ont montré les essais, les meilleurs résultats sont obtenus dans le cas od "t"' est comprise entre 0, U 5 et 0,51 o Pour éviter un transfert accidentel de l'arc vers d'autres surfaces de la cathode, ces surfaces sont protégées par un écran 150

Le dispositif comporte égalem cnt un système magné-

tique se présentant notamment sous la forme d'un solé-

noiïde 16 monté sur la face extérieure de la chambre-anode

1 et branché sur une source de courant continu (non mon-

tré).

Ce système magnétique sert à créer un champ maagné-

tique dans la chambre-anode 19 champ favorisant la dévia-

tion des particules chargées du plasma de la surface de l'anode I dans la direction de l'ébauche 100 Il va de soi que le système magnétique considéré peut avoir une autre conception, par exemple en forme d'aimants premanents (non montrés), Pour améliorer les conditions de fonctionnement de la cathode 2, il est intéressant qu'elle soit refroidie avec de l'eau, par exemple par l'intermédiaire desdits montants conducteurs de courant 12 réalisés, dans ce but, creux ( l'amenée et l'évacuation de l'eau sont indiquées par les flèches)0

Dans le cas od la chambre-anode 1 est conçue en for-

me d'un -Aube cylindrique, comme décrit ci-dessus, il est rationnel que la surface latérale 2 b de la cathode 2 soit cylindrique (figure 2) ou polyédrique (figure 3) Dans le deuxième cas:La cathode 2 se présente sous la forme d'une carcasse permanente 2 c sur laquelle sont fixées des plaques de travail 2 d en matériau consommableo La première variante de réalisation de la cathode 2 est le plus simple, tandis que la deuxième est commode dans le cas de la cathode réalisée à partir des tron 9 ons d', un matériau en bande, ce qui diminue sensiblement le - cout de cette cathode Il ressort de ce qui a été décrit

ci-dessus que lorsque la chambre-anode I (figure 1) pré-

sente la forme d'un tube d'un autre profil (par exemple, oval ou rectangulaire), la cathode 2, elle aussi, doit avoir une forme correspondante.

Le dispositif conforme à l'invention fonctionne con-

me suit.

On fixe l'ébauche 10 (figure 1) dans le support Q 10 a et on l'introduit, par la porte de chargement 9, dans la chambre-anode I de manière que cette ébauche passe par

l'ouverture 2 a de la cathode 2, conmme montré sur le dessin.

après quoi on fixe ledit support -10 a sur la porte 9 En-

suite, après avoir créé une dépression nécessaire dans la chambre-anode 1, on applique une tension de travail à

l'anode 1 et à la cathode 2 à partir de la source de cou-

rant continu 4 et on met en jeu le solénoïde 16 Ceci fait, on applique une tension d'amorçage à la cathode 2 et à l'électrode d'amorçage 3 à partir de la source 5 Il se

forme alors un arc électrique entre la cathode 2 et l'ano-

de 1, dont la tache cathodique vient en rotation sur la surface latérale 2 b de la cathode 2 sous l'action du champ magnétique du solénorde 16 La tache cathodique provoque l'évaporation du matériau de la cathode 2 et la formation d'un nuage de plasma 17 (figure 4) tournant dans le plan

perpendiculaire à l'axe de la chambre-anode 1, comme mon-

tré schiématiquement par une flèche continue I Les macropar-

ticules neutres du courant de plasma 17 se déposent sur la surface intérieure de la chambre-anode 1, tandis que les ions positifs sont reflétés par la barrière de potentiel créée par le champ électrique dans le plasma sous l'effet du champ magné-tique et se déposent sur la surface de l'ébauche 10, cornue indiqué par les flèches interrompues

dans la figure 4 Grâce à la rotation du nuage de plas-

ma 17, l'ébauche 10 est traitée sur tout le pourtour La distance "s" (figure 1) entre la surface latérale 2 b de

la cathode 2 et la surface intérieure de la chamnbre-

anode 1 est choisie de manière à assurer le traitement 11 -

de l'ébauche 10 sur toute sa longueur " 11 ".

La figure 5 représente un autre mode de réalisa-

tion du dispositif conforme à l'invention selon lequel on prévoit deux cathodes 2, analogues à la cathode décrite en détails ci-dessus, disposées aux bords de la chambre de travail formant anode 10 Chacune de ces cathodes 2

est munie d'une électrode d'amorçage 3, elle est électri-

quement isolée de l'autre cathode et possède sa propre unité d'alimentation comprenant les sources 4 et 5 o En principe le fonctionnement du dispositif conforme à ce mode de réalisation ne diffère pas de celui qui vient d'être décrito Le mode de-réalisation considéré permet de revêtir l'ébauche 10 de manière plus vite et plus uniforme, car on arrive dans ce cas à traiter cette ébauche de deux bords simultanémento En outre, grace à l'élargissement de la zone de déposition par projection à la flamme plasma, la longueur de l'ébauche 10 peut être

augmentée de 1 D 5 à 2 fois par rapport à celle de l'ébau-

che traitée à l'aide du dispositif montré dans la figure I sans que les dimensions du dispositifs soient accrueso Il y a lieu de noter que lorsqu'on a recours a des

modes de réalisation: du dispositif montrés dans les fi-

gures 1 et 5 on obtient un revêtement le plus régulier sur les portions de la surface de l'ébauche qui te sont pas

masquées, vis-à-vis du courant de plasma, par les mon-

tants 12 Une certaine partie des ions de plasma se dépose sur ces montants, ce qui, premièrement, diminue légèrement l'épaisseur du revàtement de l'ébauche sur les

portions qui se trouvent sous les montants 12 et, deuxiè-

mement, réduit en certaine mesure le coefficient d'uti-.

lisation du matériau de la cathode 2 _ On comprend bien qu'avec l'augmentation du nombre de cathodes 2 (ce qui

peut être nécessité, patexemplep par le désir d'aug-

menter le rendement lors du traitement des ébauches rela-

tivement longues) on est tenu d'augmenter le nombre de montants 12 ce qui conduit à dessertes plus grandes du matériau à déposer et à une irrégularité du revêtement

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plus accentuée.

Pour réduire ces pertes dans les cas o l'on veut traiter de manière efficace les ébauches relativement

longues (plus de I m), en particulier de section variab-

le, il est recommandé d'utiliser les modes de réalisa-

tion montrés dans les figures 6 et 7 La figure 6 illus-

tre le cas o le dispositif possède plusieurs (quatre,

en l'occurrence) cathodes identiques 2 montées coaxiale-

ment dans la chambre de travail formant anode I sur les montants conducteurs P courant 18 et munies d'électrodes d'amorçage 3 Les montants conducteurs de courant 18 ne

diffèrent pas en principe des montants mentionnés 12 (fi-

guies 1, 5) mais ils sont communs pour toutes les cathodes

2 grace à quoi on a une liaison électrique de ces der-

nières l'une à l'autre Le dispositif comporte également une unité 19 de commande pour la mise en jeu et hors jeu successive des cathodes 2, laquelle unité est reliée à l'électrode d'amorçage 3 de chacune des cathodes 2, comme montré par une ligne interrompue pour une seule électrode

d'amorçage 3.

Du fait que dans le cas consid Sré le nombre de mon-

tants 18 n'augmente pas avec l'augmentation du nombre de

cathodes 2 on arrive à diminuer considérablement les per-

tes du matériau à déposer et à améliorer la régularité du

revêtement.

Lors du fonctionnement du dispositif conforme au mode de réalisation décrit (figure 6) on opère un transfert

successif de l'arc d'une cathode 2 vers l'autre par l'in-

* termédiaire de l'unité de commande 19 et, par là même, on opère un traitement progressif d'une portion à l'autre de l'ébauche 10 sur toute sa longueur La conception de l'unité de commande 19 est évidente pour l'homme de l'art et elle est choisie, selon les conditions particulières, parmi les dispositifs connus de ce genres Le mode de réalisation représenté dans la figure 7 est analogue, en principe, à celui montre dans la figure 6 mais à la différence de ce dernier il est dépourvu de 13 - l'unité de commande 19 tandis que la chambre-anode 1 est divisée, dans le cas considéré&, en sections d'anode 1 aoo O

Id isolées électriquement l'une de l'autre par l'inter-

médiaire des joints isolants 8 o Chacune de ces sections d'anode possède son propre système magnétique 16 et une source de courant continu 4 pour alimenter l'arco Pour

amorcer l'arc, il est prévue une source de courant impul-

siolnnel 5 mais on comprend bien que l'on peut utiliser plusieurs sources en fonction du nombre de sections d'anode Le nombre total de cathodes 2 est également égal au nombre de sections d'anode 1 ao 001 ld et ces cathodes sont disposées coaxialement à raison d'une cathode par chacune des sections 1 aoo 01 do La connexion des sources 4 et 5 ressort de la figure 7 et ne demande plus de dé-e

tails.

Lors du traitement de l'ébauche 10 dans le dispo-

sitif conforme à un tel mode de réalisation on voit se former plusieurs arcs électriques dont chacun brûle dans

le groupe électrique "section d'anode-cathode" correspon-

dant On a pour résultat un traitement en parallèle de

l'ébauche 10 par plusieurs (quatre, en l'occurrence) cou-

rants de plasma ce qui accélère le processus de déposie tion et améliore la qualité du revêtement obtenu, surtout

dans le cas des ébauches de grande longueur,.

Il est à noter que les montants conducteurs de cou-

rant 18 prévus dans les deux derniers modes de réalisa-

tion du dispositif et servant de conducteur d'amenée de courant commun pour toutes les cathodes 2 peuvent être réalisés pleins (figure 6) ou composés de tronçons réunis 18 a 18 e (figure 7)o Il est évident que la deuxième de ces variantes est plus simple au point de vue fabrication,

Pour réduire l'irrégularité du revêtement de la sur-

face de l'ébauche 10 sur les portions se trouvant sous les cathodes 2 et sous les montants 18, il est recommandé de déplacer l'ébauche, lors du traitement, dans le sens axial d'une valeur qui n'est pas inférieure à la largeur de la cathode 2 et de tourner périodiquement cette ébauche 14 -

autour de son axe.

Si l'éebauche 10 présente les dimensions trausver-

sales non variables sur toute la longueur et une lon-

gueur importante (ce qui peut être le cas des arbres longs, des bandes, du fil, des rubans etc) on peut avoir recours au mode cde réalisation montré dans la figure 8 qui est

un dispositif d'un rendement élevé fonctionnant en co tinu et présentant les dimensions relativement faibles.

Selon ce mode de réalisation la chambre de travail for-

mant anode I possède deux portes (entrée 9 a et sortie 9 b) dont chacune reçoit un élément d'étanchéité 20 Lors du travail on fait passer l'ébauche 10 par la chambre-anode 1 dans le sens axial indiqué par une flèche sur le dessin

pour faire subir un traitement par plasma en continu.

Il faut souligner que n'importe quel mode de réalisa-

tion du dispositif revendiqué permet de traiter une ébau-

che aussi bien que plusieurs ébauches 10 disposées paral-

llement, ces ébauches pouvant être fixes lors du trai-

tement aussi bien qu'être animées d'un mouvement de rota-

tion autour de leurs axes grâce à une commande quelconque

(par exemple, à l'aide d'un mécanisme planétaire).

Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentes qui n'ont

&té donnés qu'à titre d'exemple En particulier, elle com-

prend tous les moyens constituant des équivalents tech-

niques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons si celle-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiqu Se, - R VW Ei TDI CAATI Ois I Dispositif à olasma d'arc pour l'obtention de

revêtements comportant:une chambre de travail for-

mant anode ( 1) en matériau amagnétiquee, une cathode con-

sommable ( 2) disposée dans cette chambre ( 1) et dont la surface d'évaporation est orientée vers l'anode ( 1); une électrode d'amorçage ( 3) en'contact de la cathode ( 2); une source de courant continu ( 4) servant à alimenter l'arc et reliée à l'anode ( 1) et à la cathode ( 2); une source de courant impulsionnel ( 5) servant à amorcer l'arc et reliée à la cathode ( 2) et à l'électrode d'amorçage ( 3); et un système magnétique ( 16) monté sur l'anode

( 1) et servant à dévier les particules chargées du plas-

ma de la surface de l'anode ( 1) dans la direction d'une ébauche à traiter ( 10)h c a r a c t é r i S é en ce que la chambre de travail formant anode ( 1) se présente sous la forme d'un tube de section égale sur la face extérieur re duquel est monté ledit système magnétique ( 16)9 tandis

que la cathode ( 2) présente, dans sa section transversa-

le, une forme coïncidant pratiquement avec le profil dudit

tube, cette cathode ( 2) étant percée d'une ouverture ( 2 a) pour met-

tre l'ébauche ( 10) en position de travail, cette cathode ( 2) étant disposée suivant l'axe dudit tube de manière que sa

surface d'évaporation soit constituée par sa surface laté-

rale ( 2 b), la largeur de cette dernière étant inférieure

à la longueur de l'anode ( 1)0.

2 Dispositif suivant la revendication 1, c a r a c-

t é r i S é en ce que la largeur de la surface latérale ( 2 b) de la cathode ( 2) est comprise entre 0,05 et 0,5 fois la longueur de l'anode ( 1)o 3 Dispositif suivant la revendication I ou 2, c a r a c t é r i S é en ce que la chambre de travail formant

anode ( 1) se présente la forme d'un tube cylindrique.

4 Dispositif suivant la revendication 3, c a r a c -

t é r i S 8 en ce que la surface latérale ( 2 b) de la

cathode ( 2) est cylindrique.

l 2533398 D)ispositif suivant la revendication 3, c a r a c- t é r i S é en ce que la surface latérale ( 2 b) de la

cathode ( 2) est polyédrique.

6 Dispositif suivant n'importe laquelle des reven-

dications I à 5, c a r a c t 8 r i S e en ce que toute

la surface cde la cathode ( 2), à l'exception de la surfa-

ce d'évaporation ( 2 b), est protégé par un écran.

7 Dispositif suivant n'importe laquelle des revendi-

cations 1 à 6, c a r a c t é r i S é en ce qu'il com-

porte, en outre, une cathode supp Dléoentaire ( 2) disoposée dans ladite chambre de travail formant anode ( 1), laquelle cathode supplémentaix

est munie d'une électrode d'amorçage ( 3) et est ana-

logue à la première cathode ( 2) mentiomnnée ci-dessus, les-

dites première et deuxième cathodes étant disposées co-

axialement aux bords de ladite chambre ( 1) et isolées

électriquement l'une par rapport à l'autre.

8 Dispositif suivant n'importe laquelle des reven-

dications I à 6, c a r a c t 8 r i S 8 en ce qu'il comporte en outre plusieurs cathodes suopléoentaires ( 2) disposées dar ladite chambre de travail formant anode ( 1), lesquelles cathodes supplémentaires sontmunies d'électrodes d'amorçage ( 3) et sont

analogues à la première cathode ( 2) mentionnée ci-des-

sus, toutes les cathodes étant reliées électriquement

l'une à l'autre par l'intermédiaire de montants conduc-

teur de courant communs ( 18) et disposées coaxialement, ainsi qu'une unité de commanlde ( 19) pour la mise en jeu et hors jeu successive des cathodes ( 2)et qui est reliée

à l'électrode d'amorçage ( 3) de chacune des cathodes ( 2).

9 Dispositif suivant n'importe laquelle des reven-

dications 1 à 6, c a r a c t é r i S à en ce que la

chambre de travail formant anode ( 1) est divisée en sec-

tions d'anode (la ld) isolées électriquement l'une de l'autre, le dispositif comportant en outre plusieurs

cathodes ( 2) munies d'électrode d'amorsage ( 3) et ana-

logues à la première cathode ( 2) mentionnée ci-dessus de sorte que le nombre total de cathodes ( 2) soit égal au nombre de sections d'anode (la ld), ces cathodes ( 2)

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étant électriquement reliées l'une à l'autre par l'in-

terrmédiaire de montants conducteurs de courant communs ( 18) et disposées coaxialement à raison d'une cathode pour chacune des sections d'anode ( 1 a d)o