JP7300061B2 - 真空コーティングデバイス - Google Patents
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Description
物理蒸着(PVD)とは、真空下でコーティングされる金属を加熱して、基材上に気体状の様式で金属を堆積させてコーティングを形成する加工技術のことをいう。PVDは、加熱方法によって電気加熱PVD(抵抗タイプまたは誘導タイプ)、電子ビーム加熱PVD(EBPVD)、および、その他の方式に分類され得る。表面修飾およびコーティング加工として、電子工学、ガラス、プラスチック、および、その他の産業において、真空コーティングが広く用いられてきた。真空コーティング技術の主たる利点としては、環境保護、良好なコーティング性能およびコーティング材料の多様性が挙げられる。連続帯鋼に真空コーティング技術を適用するための鍵としては、連続的であり、領域が広く、高速であり、かつ、大規模のコーティング製造のようないくつかの態様が挙げられる。1980年代以来、世界の主要な鉄鋼会社は、この技術について多くの研究を実行してきた。溶融亜鉛メッキおよび電気亜鉛メッキ技術の成熟とともに、この技術は、これまでにない注目を集めてきており、かつ、革新的な表面コーティング加工であると考えられている。
出願BE1009321A6およびBE1009317A61は各々、図1および図2に示されているようなるつぼノズル構造を開示している。図1の構造では、るつぼ1の上部に上蓋2が配置され、上蓋2と炉壁との間に、蒸発した金属の直接噴霧のためのノズル構造が形成されるようになっている。図2の構造では、蒸発るつぼにフィルタープレート3が追加的に配置され、かつ、そのときには頂部におけるスリットノズルから金属蒸気が噴霧される。2つのデバイスのノズル設計工程では、一方はドラバルノズルを採用し、かつ、他方は先細ノズルを採用する。ノズルの配向に関しては、一方は横方向噴霧を採用し、かつ、他方は鉛直方向噴霧を採用する。
出願WO2018/020311A1は、分割るつぼノズル構造を開示している。図5に示されているように、該デバイスでは、るつぼの底が溶融金属供給タンク8に接続され、かつ、供給タンク8の上部が、分割パイプライン9を通して前端にて管状分配器および蒸気ノズルへと金属蒸気を搬送し;かつ、その後、ノズルが高速で金属板に金属蒸気を噴霧する。
先行技術における上記の欠点を解決するために、本発明は、均一な噴射蒸気を形成し得る真空コーティングデバイスを提供することを目的とする。高温の蒸気が低温の鋼板に達したときに、鋼板表面上に均一なコーティングが形成され得る。
本発明の技術的解決策は、添付の図面および実施形態を参照して、以下でさらに説明される。
1)誘導ヒーター15によって、るつぼ13において固体金属が溶融金属14へと溶かされ、かつ、その後で溶融金属14は、高い過熱温度および低圧にて蒸発し始め、次第に金属蒸気22を形成する。
鋼板100は亜鉛メッキされ、かつ、鋼板100の幅は1,000mmである。クリーニングおよび乾燥後、鋼板100は120℃まで加熱される。鋼板表面上の亜鉛は誘導ヒーター15によって蒸発し、かつ、その後で誘導ヒーターの動力を調整して、るつぼ13における圧力を20,000Paまで上昇させ、かつ、圧力調整バルブ18は、その前に閉じられる。るつぼ13における圧力が20,000Paに達したとき、圧力調整バルブ18は開かれ、かつ、その後で金属蒸気22は蒸気パイプ16を通って流れ分配ボックス17の中に入る。流れ抑制プレート20は長方形であり、V1/V2=2であり、D=1mmである。圧力安定化プレート19は多孔構造を有し、S孔/S出口=3であり、ノズル21における圧力は5,000Paである。ノズル21はグラファイト製であり、かつ、ノズル出口は長方形スリットのものである。S出口/S入口=0.95である。
Claims (10)
- 真空コーティングデバイスであって、当該真空コーティングデバイスは:
るつぼを有し;
前記るつぼの周囲に提供された誘導ヒーターを有し;
蒸気パイプを介して前記るつぼの頂部に接続された流れ分配ボックスを有し、
前記流れ分配ボックスは、水平圧力安定プレートを内部に備え、前記流れ分配ボックスは、ノズルと頂部で接続され、前記蒸気パイプは圧力調整バルブを備え;
前記圧力安定化プレートは多孔構造を有し、前記圧力安定化プレートの下面は水平流れ抑制プレートに接続され、かつ、前記流れ抑制プレートの側と前記流れ分配ボックスの内壁との間には空間が形成され;
前記流れ分配ボックスおよび前記蒸気パイプが接続される接合部と前記圧力安定化プレートの下面との間には噴射緩和領域が形成され、かつ、前記圧力安定化プレートの上面と前記流れ分配ボックスおよび前記ノズルが接続される接合部との間には噴射加速領域が形成される、
前記真空コーティングデバイス。 - 前記圧力安定化プレートがT字形状部分を有し、前記圧力安定化プレートの水平方向に沿う端部が前記流れ分配ボックスの内壁に接続され、かつ、前記圧力安定化プレートの鉛直方向に沿う端部が前記流れ抑制プレートに接続される、請求項1に記載の真空コーティングデバイス。
- 前記流れ抑制プレートが長方形であり、前記流れ抑制プレートの一対の対辺と前記流れ分配ボックスの内壁との間の間隔Dが0.1~5mmである、請求項2に記載の真空コーティングデバイス。
- 前記噴射加速領域の容量V2に対する前記噴射緩和領域の容量V1の比が1~5である、請求項1に記載の真空コーティングデバイス。
- 前記圧力安定化プレートにおける孔が、長方形、円または三角形の形状であり、かつ、直線、曲線方向に走るか、または、多層構造を有する、請求項1に記載の真空コーティングデバイス。
- 前記ノズルがノズル出口を有し、前記ノズル出口の面積S出口に対する前記圧力安定化プレート上の孔の総面積S孔の比が0.1以上であり、すなわち、
S孔/S出口≧0.1である、
請求項5に記載の真空コーティングデバイス。 - 前記ノズル出口がスリット状または多孔のものであり、かつ、前記蒸気パイプと前記るつぼの頂部との間の接合部の面積S入口に対する前記ノズル出口の面積S出口の比が0.05~5である、請求項6に記載の真空コーティングデバイス。
- 前記ノズル出口が直線状スリットまたは曲線状スリットのものである、請求項7に記載の真空コーティングデバイス。
- 前記流れ分配ボックスの内壁の長さに対する前記流れ抑制プレートの他方の一対の対辺間の間隔の比が0.1~0.4である、請求項3に記載のコーティングデバイス。
- 前記ノズルが、グラファイト、セラミックまたは金属製である、請求項7に記載の真空コーティングデバイス。
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