RU2420608C1

RU2420608C1 - Electric arc evaporator with sectional revolving cathode

Info

Publication number: RU2420608C1
Application number: RU2009141158/02A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Михайлович Смыслов (RU); Анатолий Михайлович Смыслов; Марина Константиновна Смыслова (RU); Марина Константиновна Смыслова; Аскар Джамилевич Мингажев (RU); Аскар Джамилевич Мингажев; Вячеслав Юрьевич Гордеев (RU); Вячеслав Юрьевич Гордеев; Константин Сергеевич Селиванов (RU); Константин Сергеевич Селиванов; Алиса Аскаровна Мингажева (RU); Алиса Аскаровна Мингажева
Priority date: 2009-11-09
Filing date: 2009-11-09
Publication date: 2011-06-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: electric arc evaporator consists of cooled cylinder cathode in form of cylinder ferrule rotating around its proper lengthwise axis. The evaporator is equipped with devices for supply and withdrawal of cooling medium, devices of electrical connection of the cathode with a source of electric power supply of charge and devices for location of position of a cathode spot on surface of cathode evaporation. Also, the cathode is made sectional with set of rings, ends of which form angle from 30 to 80 degrees to lengthwise axis of the ferrule, and with two end-capping rings, in which one end forms a right angle with lengthwise axis of the cylinder ferrule, while another forms angle equal to angle of the end of the contacting it ring from the said set. Both rings are interconnected on ends and form a continuous cylinder ferrule. Rings contacting each other are made out of dissimilar materials.

EFFECT: increased operational reliability.

8 cl, 1 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к технике вакуумного нанесения износо-, коррозионно- и эрозионностойких ионно-плазменных покрытий и может быть применено в машиностроении, например для защиты рабочих и направляющих лопаток турбомашин.The invention relates to techniques for vacuum deposition of wear-, corrosion- and erosion-resistant ion-plasma coatings and can be used in mechanical engineering, for example, to protect the working and guide vanes of turbomachines.

Новый, более высокий уровень функциональных свойств лопаток ГТД и ГТУ, а также паровых турбин определяются, главным образом, характеристиками их рабочих поверхностей. Как показывает практика развития техники и технологий в этой области, наиболее эффективным методом их обеспечения являются покрытия с заданным составом и свойствами. Наиболее перспективным и эффективным процессом нанесения покрытий являются ионно-плазменные способы нанесения пленочных мультислойных, в том числе нанотолщинных покрытий в вакууме. Эти способы имеют ряд существенных преимуществ перед другими известными способами нанесения покрытий.A new, higher level of functional properties of GTE and GTU blades, as well as steam turbines, are determined mainly by the characteristics of their working surfaces. As the practice of the development of equipment and technologies in this area shows, the most effective method for their provision is coatings with a given composition and properties. The most promising and effective coating process is the ion-plasma methods for applying multilayer film, including nanoscale coatings in vacuum. These methods have a number of significant advantages over other known coating methods.

Известны электродуговые испарители металлов для нанесения покрытий на протяженные изделия [А.С. СССР №461163, МПК С23С 14/32, 1975]. Такие устройства имеют катодные узлы с протяженными вытянутыми катодами для испаряемого материала с длиной, равной или длины обрабатываемого изделия. Для получения однородных по толщине покрытий катодное пятно вынуждают сканировать по всей длине поверхности испарения катода. При этом управляемость катодным пятном зависит от величины магнитного поля, чем больше магнитное поле, тем выше управляемость.Known electric arc evaporators of metals for coating long products [A.S. USSR No. 461163, IPC С23С 14/32, 1975]. Such devices have cathode assemblies with extended elongated cathodes for the vaporized material with a length equal to or the length of the workpiece. To obtain coatings uniform in thickness, the cathode spot is forced to scan along the entire length of the cathode evaporation surface. In this case, the controllability of the cathode spot depends on the magnitude of the magnetic field, the larger the magnetic field, the higher the controllability.

Эксплуатация такого катодного узла показала недостаточную степень управляемости катодным пятном вакуумной дуги при наличии двух переключаемых токоподводов к катоду, характеризующуюся тем, что при работе, особенно в окислительной атмосфере, катодное пятно не всегда движется в сторону включенного ключа [патент Франции №2147880, МПК С23С 13/00, 1973].The operation of such a cathode assembly showed an insufficient degree of controllability of the vacuum arc by the cathode spot in the presence of two switchable current leads to the cathode, characterized in that when operating, especially in an oxidizing atmosphere, the cathode spot does not always move toward the switched key [French patent No. 2147880, IPC С23С 13 / 00, 1973].

Известен охлаждаемый катод, выполненный из испаряемого материала, в виде цилиндрических обечаек, последовательно укрепленных по высоте на цилиндрическом стакане, который соединен с полым электроизоляционным штоком, соединенным вне вакуумной камеры с приводом, охлаждаемый катод снабжен расположенным соосно в полости цилиндрического стакана цилиндрическим магнитным фиксатором катодного пятна, кинематически связанным с приводом при помощи полой штанги, размещенной в полом электроизолированном штоке охлаждаемого катода [А.С. СССР №1524534. МПК С23С 14/00, «Установка для нанесения защитных покрытий» опубл. 2000.09.27].Known cooled cathode, made of evaporated material, in the form of cylindrical shells, successively mounted in height on a cylindrical cup, which is connected to a hollow insulating rod connected outside the vacuum chamber to the drive, the cooled cathode is equipped with a cylindrical magnetic cathode spot retainer coaxially in the cavity of the cylindrical cup kinematically connected to the drive by means of a hollow rod placed in a hollow electrically insulated rod of a cooled cathode [A.S. USSR No. 1524534. IPC S23C 14/00, "Installation for the application of protective coatings" publ. 2000.09.27].

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является дуговой испаритель, выполненный в виде вращающегося охлаждаемого катода, изготовленного из наносимого материала в виде обечайки, с расположенным внутри катода регулируемым магнитным фиксатором катодного пятна [Патент США №6926811, МПК С23С 14/34, «Arc-coating process with rotating cathodes», опубл. 2005.08.09].The closest technical solution, selected as a prototype, is an arc evaporator made in the form of a rotating cooled cathode made of a deposited material in the form of a shell with an adjustable magnetic cathode spot holder located inside the cathode [US Patent No. 6926811, IPC С23С 14/34, "Arc-coating process with rotating cathodes", publ. 08/08/09].

Применение магнитных фиксаторов катодного пятна в последних двух технических решениях [А.С. СССР №1524534, МПК С23С 14/00, «Установка для нанесения защитных покрытий», опубл. 2000.09.27] и [патент США №6926811, МПК С23С 14/34, «Arc-coating process with rotating cathodes», опубл. 2005.08.09] позволяет управлять положением и параметрами катодного пятна. Кроме того, известное техническое решение создают благоприятные условия для испарения материала без перегрева поверхности, что положительно сказывается на качестве покрытий, поскольку уменьшает вероятность образования в формируемом покрытии капельной фазы.The use of magnetic fixators of the cathode spot in the last two technical solutions [A.S. USSR No. 1524534, IPC С23С 14/00, "Installation for applying protective coatings", publ. 2000.09.27] and [US patent No. 6926811, IPC C23C 14/34, "Arc-coating process with rotating cathodes", publ. 2005.08.09] allows you to control the position and parameters of the cathode spot. In addition, the known technical solution creates favorable conditions for the evaporation of the material without overheating of the surface, which positively affects the quality of the coatings, since it reduces the likelihood of a droplet phase forming in the formed coating.

Однако известный дуговой испаритель [патент США №6926811, МПК С23С14/34, «Arc-coating process with rotating cathodes», опубл. 2005.08.09] предназначен для испарения только одного вида металла, что ограничивает его технологические возможности, в частности, при получении многослойных покрытий и, особенно, при получении нанотолщинных слоев многослойного покрытия.However, the known arc evaporator [US patent No. 6926811, IPC C23C14 / 34, "Arc-coating process with rotating cathodes", publ. 2005.08.09] is intended for the evaporation of only one type of metal, which limits its technological capabilities, in particular, in the preparation of multilayer coatings and, especially, in the production of nanolayer layers of a multilayer coating.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание такого катодного узла электродугового испарителя, в котором сочетались бы хорошее охлаждение собственно катода и высокая степень стабильности управления положением катодного пятна на поверхности испарения катода, а также обеспечивалась возможность чередующегося испарения различных металлов с одного катода.The technical result of the present invention is the creation of such a cathode assembly of an electric arc evaporator, in which good cooling of the cathode itself and a high degree of stability of controlling the position of the cathode spot on the cathode evaporation surface are combined, and the possibility of alternating evaporation of various metals from one cathode is ensured.

Для достижения указанного результата предложен электродуговой испаритель, содержащий цилиндрический охлаждаемый катод, выполненный из испаряемого материала в виде цилиндрической обечайки с возможностью вращения вокруг собственной продольной оси, снабженный средствами подвода-отвода охлаждающей среды, средствами электрической связи катода с источником электропитания разряда, средствами фиксации положения катодного пятна на поверхности испарения катода, при этом катод выполнен составным из набора колец с торцами, образующими угол от 30 до 80 градусов с продольной осью цилиндрической обечайки, и двух замыкающих колец, один из торцов которых образует прямой угол с продольной осью цилиндрической обечайки, а другой - образует угол, равный углу торца контактирующего с ним кольца из упомянутого набора, при этом кольца соединены между собой по торцам и образуют сплошную цилиндрическую обечайку, а контактирующие друг с другом кольца выполнены из разнородных материалов. Кроме того, торцы колец имеют одинаковые углы. Кольца выполнены одинаковой толщины в диапазоне от 8 мм до 400 мм. Кольца составного катода могут быть соединены между собой сваркой. При этом катод состоит из соединенных между собой колец, выполненных из материалов, выбранных из элементов IVb, Vb, VIb групп Периодической таблицы Менделеева и Аl, а также их сплавов. Соотношение площадей испаряемых поверхностей колец, выполненных из различных наносимых материалов и образующих один катод, определяется соотношением толщин слоев этих материалов, получаемых при нанесении покрытия.To achieve this result, an electric arc evaporator is proposed, containing a cylindrical cooled cathode made of evaporated material in the form of a cylindrical shell with the possibility of rotation around its own longitudinal axis, equipped with means for supplying and discharging the cooling medium, electric means for connecting the cathode with a discharge power supply, and means for fixing the position of the cathode spots on the evaporation surface of the cathode, while the cathode is made integral of a set of rings with ends that form an angle from 30 to 80 degrees with the longitudinal axis of the cylindrical shell, and two closing rings, one of the ends of which forms a right angle with the longitudinal axis of the cylindrical shell, and the other forms an angle equal to the angle of the end of the ring in contact with it from the said set, while the rings are connected between each other at the ends and form a continuous cylindrical shell, and the rings in contact with each other are made of dissimilar materials. In addition, the ends of the rings have the same angles. The rings are made of the same thickness in the range from 8 mm to 400 mm. The rings of the composite cathode can be interconnected by welding. In this case, the cathode consists of interconnected rings made of materials selected from elements IVb, Vb, VIb of the Periodic Table and Al groups, as well as their alloys. The ratio of the areas of the evaporated surfaces of the rings made of various applied materials and forming one cathode is determined by the ratio of the thicknesses of the layers of these materials obtained by coating.

При этом катод состоит, по крайней мере, из трех колец, выполненных соответственно из титана, алюминия и кремния.Moreover, the cathode consists of at least three rings made of titanium, aluminum and silicon, respectively.

Соотношение площадей испаряемых поверхностей колец из титана, алюминия и кремния определяется соотношением слоев этих материалов, получаемых при нанесении покрытия. При таком конструктивном выполнении катодного узла достигается хорошее охлаждение как за счет интенсивного теплоотвода, так и за счет более быстрой смены поверхности испарения при вращении и осевом перемещении катода. Кроме того, при вращении и осевом перемещении катода происходит смена вида испаряемого металла. Частота смены вида испаряемого металла зависит от количества разнородных колец цилиндрического катода, от диаметра катода, скорости вращения и осевого перемещения, скорости перемещения катодного пятна по катоду. Толщины слоев покрытия, в свою очередь, зависят от частоты смены вида испаряемого металла, скорости вращения деталей вокруг собственной оси и скорости перемещения деталей относительно катодов.The ratio of the areas of the evaporated surfaces of the rings of titanium, aluminum and silicon is determined by the ratio of the layers of these materials obtained by coating. With such a structural embodiment of the cathode assembly, good cooling is achieved both due to intensive heat removal and due to a faster change in the evaporation surface during rotation and axial movement of the cathode. In addition, during rotation and axial movement of the cathode, the type of vaporized metal changes. The frequency of the change in the type of metal being vaporized depends on the number of heterogeneous rings of the cylindrical cathode, on the diameter of the cathode, the rotation speed and axial displacement, and the speed of cathode spot movement along the cathode. The thickness of the coating layers, in turn, depends on the frequency of the change in the type of metal being evaporated, the speed of rotation of parts around its own axis and the speed of movement of parts relative to the cathodes.

Использование электродугового испарителя позволяет наносить многокомпонентные пленочные покрытия различного строения. При перемещении катодного пятна (вызванное, перемещением магнитного фиксатора положения катодного пятна) оно, проходя через разнородные «косые» кольца, вызывает последовательное испарение разнородных материалов, которые осаждаются, преимущественно, каждый в зоне своего испарения. Поэтому при использовании вращательного движения катода получаются сплошные покрытия, состоящие из поперечных полос, состоящих из материалов распыляемых в этой зоне колец, имеющих между собой размытые границы. При движении катода вдоль своей оси уровни (зоны) осаждения материалов катода также перемещаются относительно покрываемой поверхности детали. При этом образуется сплошное покрытие, имеющее строение (архитектуру) в виде имеющих небольшой угол наклона дискретных слоев, имеющих начало у основания покрытия и конец на его поверхности. При возвратно-поступательном движении составного катода образуется строение покрытия в виде зигзагообразных пластинчатых элементов, также начинающихся на границе «покрытие - основа» и оканчивающихся на поверхности покрытия. Другими словами, использование перечисленных существенных признаков изобретения позволяют получить ряд новых эффектов, изменяющих строение, а следовательно, и свойства получаемых покрытий.The use of an electric arc evaporator allows applying multicomponent film coatings of various structures. When moving the cathode spot (caused by the movement of the magnetic fixture of the position of the cathode spot), passing through dissimilar "oblique" rings, it causes successive evaporation of dissimilar materials, which are deposited mainly in each zone of its evaporation. Therefore, when using the rotational motion of the cathode, continuous coatings are obtained, consisting of transverse strips consisting of materials sprayed in this zone of the rings, which have blurred boundaries between them. When the cathode moves along its axis, the deposition levels (zones) of the cathode materials also move relative to the coated surface of the part. In this case, a continuous coating is formed, having a structure (architecture) in the form of discrete layers having a small angle of inclination, having a beginning at the base of the coating and an end on its surface. During the reciprocating motion of the composite cathode, the coating structure is formed in the form of zigzag plate elements, which also begin at the coating – base interface and end on the coating surface. In other words, the use of the listed essential features of the invention allows to obtain a number of new effects that change the structure, and therefore the properties of the resulting coatings.

На чертеже показан катодный узел с составным катодом, состоящим из десяти «косых» колец, выполненных из различных металлов (Ti, Si, Al).The drawing shows a cathode assembly with a composite cathode, consisting of ten "oblique" rings made of various metals (Ti, Si, Al).

Катодный узел электродугового испарителя содержит собственно цилиндрический составной катод 1, состоящий из чередующихся колец 2, выполненных из различных испаряемых металлов (компоненты, например, Ti, Si, Al). Составной катод 1 имеет поверхность испарения 4 и охлаждаемую поверхность 5. Внутри катода 1 расположен регулируемый магнитный фиксатор 3, выполненный с возможностью перемещения вдоль продольной оси катода 1. По верхнему и нижнему торцам составного катода 1 расположены дополнительные замыкающие кольца 6 и 7. Катодный узел снабжен механизмом вращения и возвратно-поступательного движения катода, системой водяного охлаждения и системой токоподвода.The cathode assembly of the electric arc evaporator contains a cylindrical composite cathode 1 proper, consisting of alternating rings 2 made of various evaporated metals (components, for example, Ti, Si, Al). The composite cathode 1 has an evaporation surface 4 and a cooled surface 5. Inside the cathode 1 there is an adjustable magnetic lock 3 arranged to move along the longitudinal axis of the cathode 1. At the upper and lower ends of the composite cathode 1 there are additional locking rings 6 and 7. The cathode assembly is provided cathode rotation and reciprocating mechanism, water cooling system and current supply system.

Устройство работает следующим образом. С помощью системы поджига (на чертеже не показана) на поверхности испарения 4 вращающегося катода 1 возбуждается катодное пятно вакуумной дуги. Катодное пятно движется в сторону перемещения регулируемого магнитного фиксатора 3. Скорость вращения катода и скорость перемещения катодного пятна регулируют таким образом, чтобы получить заданное время испарения каждого компонента. При перемещении катодного пятна вызванное перемещением магнитного фиксатора положения катодного пятна 3 оно, проходя по кольцам 2, вызывает последовательное испарение разнородных материалов, которые осаждаются, преимущественно, каждый в зоне своего испарения. При одновременном вращении и возвратно-поступательном движении составного катода 1, а также перемещении магнитного фиксатора 3 происходит чередующееся испарение металлов в соответствии с прохождением зоны испарения, определяемой положением фиксатора 3. Таким образом, скорость перемещения области катодных пятен определяется скоростью перемещения регулируемого магнитного фиксатора 3, скоростью перемещения катода 1 в осевом направлении и скоростью вращения катода 1. Кроме того, частота смены испаряемого материала зависит от угла наклона плоскости, проходящей через торец кольца к продольной оси составной цилиндрической обечайки. В процессе прохождения катодным пятном поверхности одного из испаряемых материалов на катод подается необходимый ток и напряжение (которые, при необходимости, могут изменяться при переходе на кольца, выполненные из другого материала). Толщина слоя получаемого при испарении данного материала определяется временем испарения и скоростью вращения детали (или временем осаждения данного материала на деталь).The device operates as follows. Using the ignition system (not shown) on the evaporation surface 4 of the rotating cathode 1, the cathode spot of the vacuum arc is excited. The cathode spot moves in the direction of movement of the adjustable magnetic fixture 3. The speed of rotation of the cathode and the speed of movement of the cathode spot are controlled so as to obtain a predetermined evaporation time of each component. When moving the cathode spot caused by the movement of the magnetic fixture position of the cathode spot 3, it, passing through the rings 2, causes a sequential evaporation of dissimilar materials, which are deposited, mainly each in the area of its evaporation. With the simultaneous rotation and reciprocating movement of the composite cathode 1, as well as the movement of the magnetic retainer 3, alternating evaporation of metals occurs in accordance with the passage of the evaporation zone determined by the position of the retainer 3. Thus, the speed of movement of the cathode spot region is determined by the speed of movement of the adjustable magnetic retainer 3, the speed of movement of the cathode 1 in the axial direction and the speed of rotation of the cathode 1. In addition, the frequency of change of the vaporized material depends on the angle of inclination the plane passing through the end of the ring to the longitudinal axis of the composite cylindrical shell. In the process of passing the surface of one of the evaporated materials by the cathode spot, the necessary current and voltage are supplied to the cathode (which, if necessary, can change when switching to rings made of another material). The thickness of the layer obtained by evaporation of this material is determined by the time of evaporation and the speed of rotation of the part (or the time of deposition of this material on the part).

Устройство также позволяет быстро изменять составы испаряемых материалов, что необходимо, в частности, при получении нанослойных композиционных покрытий. При этом быстрота смены испаряемых материалов определяется скоростью вращения детали и толщиной каждого кольца. Кроме того, использование таких газов, как азот и ацетилен позволяют получать многослойные нитридные и карбонитридные покрытия.The device also allows you to quickly change the composition of the evaporated materials, which is necessary, in particular, upon receipt of nanolayer composite coatings. In this case, the speed of change of evaporated materials is determined by the speed of rotation of the part and the thickness of each ring. In addition, the use of gases such as nitrogen and acetylene make it possible to obtain multilayer nitride and carbonitride coatings.

Пример.Example.

Катодный узел, выполненный согласно предложенного технического решения, содержал составной катод, состоящий из двенадцати чередующихся «косых» колец, с углом плоскостей торцов колец к продольной оси 45 градусов и образующих при совмещении друг с другом составной цилиндрический катод. Кольца были выполнены из титанового сплава ВТ1-0 и циркониевого сплава Э-110 (которые чередовались в катоде друг с другом, т.е. 6 колец из титанового сплава ВТ1-0 и 6 колец из циркониевого сплава Э-110) и имели высоту 100 мм. По торцам составного катода располагались дополнительные торцевые замыкающие кольца, выполненные из титанового и циркониевого сплавов. Размеры катода: наружный диаметр - 200 мм, внутренний диаметр - 200 мм, высота - 1200 мм. Осевой ход катода - 200 мм, рабочая зона распыления - 1000 мм, рабочая зона катода - 1200 мм. Покрытия наносили на лопатки компрессора из легированной стали 20Х13 в вакуумной камере экспериментальной установки с периферийным расположением катода. Покрытия наносили после предварительной ионной очистки. Покрытия толщиной 20 мкм осаждались в течение 3 часов при температуре 560-580°С при токе дуги 120 А. Слои TiN осаждали в среде реакционного газа азота при напряжении на подложке 140 В. Для осаждения слоев TiCN в качестве реакционного газа использовалась смесь азота и ацетилена (содержание ацетилена в смеси 30%), напряжение на подложке 160 В. Ток фокусирующих катушек при конденсации TiN составляет 0,3 А, при конденсации TiCN - 0,4 А. Скорость вращения катода составляла 6, 18, 32 об/мин. Проведенные металлографические исследования показали на увеличение количества слоев в покрытии (при прочих равных условиях) при повышении числа оборотов катода.The cathode assembly, made according to the proposed technical solution, contained a composite cathode, consisting of twelve alternating "oblique" rings, with an angle of the planes of the ends of the rings to the longitudinal axis of 45 degrees and forming a composite cylindrical cathode when combined with each other. The rings were made of VT1-0 titanium alloy and E-110 zirconium alloy (which alternated with each other in the cathode, i.e. 6 rings of VT1-0 titanium alloy and 6 rings of E-110 zirconium alloy) and had a height of 100 mm At the ends of the composite cathode there were additional end closing rings made of titanium and zirconium alloys. Cathode dimensions: outer diameter - 200 mm, inner diameter - 200 mm, height - 1200 mm. The axial cathode stroke is 200 mm, the atomization working zone is 1000 mm, the cathode working zone is 1200 mm. Coatings were applied to the compressor blades of alloy steel 20X13 in the vacuum chamber of the experimental setup with a peripheral cathode. The coatings were applied after preliminary ion cleaning. Coatings with a thickness of 20 μm were deposited for 3 hours at a temperature of 560–580 ° C with an arc current of 120 A. TiN layers were deposited in a reaction gas of nitrogen at a voltage of 140 V on the substrate. A mixture of nitrogen and acetylene was used as a reaction gas to deposit TiCN layers. (the acetylene content in the mixture is 30%), the voltage on the substrate is 160 V. The focusing coil current for TiN condensation is 0.3 A, for TiCN condensation it is 0.4 A. The cathode rotation speed was 6, 18, 32 rpm. Metallographic studies showed an increase in the number of layers in the coating (ceteris paribus) with an increase in the number of revolutions of the cathode.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает создание катодного узла электродугового испарителя, в котором сочетаются хорошее охлаждение катода (за счет эффективного теплоотвода и быстрой смены поверхности испарения) и высокая степень стабильности управления положением катодного пятна на поверхности испарения катода (за счет использования управляемого магнитного фиксатора положения катодного пятна), а также реализуется возможность чередующегося испарения различных металлов с одного катода (за счет использования вращения катода при выполнении его из разнородных косых колец).Thus, the proposed technical solution provides the creation of a cathode assembly of an electric arc evaporator, which combines good cooling of the cathode (due to efficient heat removal and quick change of the evaporation surface) and a high degree of stability of controlling the position of the cathode spot on the evaporation surface of the cathode (due to the use of a controlled magnetic position lock cathode spot), and also the possibility of alternating evaporation of various metals from one cathode is realized (due to the use of ascheniya cathode in performing its skew of dissimilar rings).

Claims

1. An electric arc evaporator containing a cylindrical cooled cathode made of evaporated material in the form of a cylindrical shell with the possibility of rotation around its own longitudinal axis, equipped with means for supplying and discharging the cooling medium, means of electric connection of the cathode with a power source for the discharge, and means for fixing the position of the cathode spot on the surface evaporation of the cathode, characterized in that the cathode is made integral of a set of rings with ends that form an angle of 30 to 80 ° with the longitudinal axis of qilin rim shell, and two closing rings, one of the ends of which forms a right angle with the longitudinal axis of the cylindrical shell, and the other forms an angle equal to the angle of the end of the contacting ring from the said set, while the rings are interconnected at the ends and form a continuous cylindrical shell and the rings in contact with each other are made of dissimilar materials.

2. The electric arc evaporator according to claim 1, characterized in that the ends of the rings have the same angles.

3. The electric arc evaporator according to claim 1, characterized in that the thicknesses of the rings are made of the same thickness in the range from 8 to 400 mm.

4. An electric arc evaporator according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the rings of the composite cathode are connected by welding.

5. An electric arc evaporator according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the cathode consists of interconnected rings made of materials selected from elements IVb, Vb, VIb of the Periodic Table and Al groups, as well as their alloys.

6. An electric arc evaporator according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the ratio of the areas of the evaporated surfaces of the rings made of various deposited materials and forming one cathode is determined by the ratio of the thicknesses of the layers of these materials obtained by coating.

7. An electric arc evaporator according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the cathode consists of at least three rings made of titanium, aluminum and silicon, respectively.

8. The electric arc evaporator according to claim 8, characterized in that the ratio of the areas of the evaporated surfaces of the rings of titanium, aluminum and silicon is determined by the ratio of the layers of these materials obtained by coating.