RU2450086C2 - Method to apply nanocomposite coating onto flat surfaces of part and device for its realisation (versions) - Google Patents

Method to apply nanocomposite coating onto flat surfaces of part and device for its realisation (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2450086C2
RU2450086C2 RU2010123343/02A RU2010123343A RU2450086C2 RU 2450086 C2 RU2450086 C2 RU 2450086C2 RU 2010123343/02 A RU2010123343/02 A RU 2010123343/02A RU 2010123343 A RU2010123343 A RU 2010123343A RU 2450086 C2 RU2450086 C2 RU 2450086C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
holder
source
sprayed material
axis
flat
Prior art date
Application number
RU2010123343/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010123343A (en
Inventor
Вячеслав Алексеевич Рыженков (RU)
Вячеслав Алексеевич Рыженков
Геннадий Викторович Качалин (RU)
Геннадий Викторович Качалин
Константин Сергеевич Медведев (RU)
Константин Сергеевич Медведев
Александр Феликсович Медников (RU)
Александр Феликсович Медников
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский институт "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ МЭИ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский институт "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ МЭИ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский институт "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ МЭИ")
Priority to RU2010123343/02A priority Critical patent/RU2450086C2/en
Publication of RU2010123343A publication Critical patent/RU2010123343A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2450086C2 publication Critical patent/RU2450086C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: method includes installing at least one flat part on a carousel holder in a vacuum chamber, rotating the carousel and formation of a nanocomposite coating on a flat part with the help of sources of a sprayed material installed in the vacuum chamber. When the part passes in front of the source of the sprayed material, it is aligned with arrangement of a processed flat surface perpendicularly to the plane drawn via axes of carousel and holder rotation parallel to each other, and the part is fixed relative to the holder's axis. At the same time outside the area of the sprayed material deposition the part is turned by 180° relative to the holder's axis.
EFFECT: increased quality of a coating and homogeneity of its properties on the entire area of the processed surface of the flat part.
8 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к методам формирования защитных покрытий на плоских деталях, подверженных механическим нагрузкам, высоким температурам, воздействию агрессивной рабочей среды. Изобретение может быть использовано для защиты элементов запорно-регулирующей арматуры, используемой для добычи и транспортировки нефти и газа, от эрозии и коррозии.The invention relates to the field of engineering, in particular to methods for forming protective coatings on flat parts subject to mechanical stress, high temperatures, and the impact of an aggressive working environment. The invention can be used to protect elements of shut-off and control valves used for the extraction and transportation of oil and gas from erosion and corrosion.

Известны способы нанесения нанокомпозитных покрытий с периодической структурой методом магнетронного распыления, при которых обрабатываемые детали устанавливают с помощью держателей на карусель, расположенную в вакуумной камере (см. RU №2308538, МПК8 С23С 14/35, опубл. 20.10.2007). Карусель и держатели одновременно вращаются относительно своих осей, таким образом, детали совершают планетарное движение, позволяющее осуществить напыление со всех сторон при их прохождении перед источниками распыляемого материала, в указанном патенте - магнетронов, установленных с внешней стороны карусели. Деталями с плоскими поверхностями (плоскими деталями) считаются детали, имеющие две плоские поверхности, параллельные друг другу. Примерами плоской детали могут быть шиберная задвижка, седло шиберной задвижки.Known methods for applying nanocomposite coatings with a periodic structure by the method of magnetron sputtering, in which the workpieces are mounted using holders on a carousel located in a vacuum chamber (see RU No. 2308538, IPC 8 C23C 14/35, publ. 20.10.2007). The carousel and the holders simultaneously rotate relative to their axes, thus, the parts make a planetary motion, which allows spraying from all sides when passing in front of the sources of sprayed material, in the mentioned patent - magnetrons mounted on the outside of the carousel. Parts with flat surfaces (flat parts) are parts having two flat surfaces parallel to each other. Examples of a flat part include a slide gate valve, a slide gate valve seat.

Недостатком установки является различная скорость роста покрытия на центральной части детали и ее краях, неравномерность нагрева центральной части детали и ее краев, поверхность детали периодически экспонируется под острыми углами, что ведет к огрублению покрытия.The disadvantage of the installation is the different growth rate of the coating on the central part and its edges, uneven heating of the central part and its edges, the surface of the part is periodically exposed at sharp angles, which leads to coarsening of the coating.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ для формирования покрытия с помощью распыления (см. публикация US №20040026240, МПК С23С 14/00, опубл. 12.02.2004), заключающийся в размещении на карусели в вакуумной камере, по крайней мере, одной плоской, приведении карусели во вращение и формировании нанокомпозитного покрытия на плоской детали с помощью установленных в вакуумной камере источников распыляемого материала. Плоские детали, расположенные на карусели, не вращаются вокруг собственной оси и расположены так, что обеспечивается относительное постоянство расстояний от магнетрона до различных областей детали и устраняется экспозиция детали под острыми углами. Недостатком способа является отсутствие обработки детали с другой стороны, необходимость дублирования с внутренней стороны карусели всех магнетронов, установленных с внешней стороны, для обработки детали с другой стороны и нанесения чередующихся слоев из разных материалов, менее эффективная обработка плоских поверхностей ионным пучком.The closest in technical essence to the claimed method is a method for forming a coating by spraying (see publication US No. 20040026240, IPC С23С 14/00, publ. 12.02.2004), which consists in placing at least a carousel in a vacuum chamber one flat, bringing the carousel into rotation and forming a nanocomposite coating on a flat part using the sources of spray material installed in the vacuum chamber. Flat parts located on the carousel do not rotate around their own axis and are arranged so that the relative constancy of the distances from the magnetron to different areas of the part is ensured and exposure of the part at sharp angles is eliminated. The disadvantage of this method is the lack of processing of the part on the other hand, the need for duplication from the inside of the carousel of all magnetrons installed on the outside to process the part on the other side and applying alternating layers of different materials, less efficient treatment of flat surfaces with an ion beam.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство для формирования покрытия на плоские поверхности детали с помощью распыления (см. публикация US №2004/0026240, МПК С23С 14/00, опубл. 12.02.2004), содержащее установленный в вакуумной камере по меньшей мере один источник распыляемого материала, карусель, на которой размещен, по меньшей мере, один держатель плоской детали.The closest in technical essence to the claimed device is a device for forming a coating on a flat surface of a part using spraying (see publication US No. 2004/0026240, IPC C23C 14/00, publ. 12.02.2004), containing at least at least one source of sprayable material, a carousel on which at least one holder of a flat part is placed.

Недостатками такого устройства является отсутствие обработки детали с другой стороны, необходимость дублирования с внутренней стороны карусели всех магнетронов, установленных с внешней стороны, для обработки детали с другой стороны и нанесения чередующихся слоев из разных материалов, менее эффективная обработка плоских поверхностей ионным пучком.The disadvantages of this device are the lack of processing of the part on the other hand, the need for duplication from the inside of the carousel of all magnetrons installed on the outside to process the part on the other side and applying alternating layers of different materials, less efficient treatment of flat surfaces with an ion beam.

Технической задачей изобретения является повышение качества нанокомпозитного покрытия и однородности его свойств на всей площади обрабатываемой поверхности плоской детали.An object of the invention is to improve the quality of the nanocomposite coating and the uniformity of its properties over the entire surface area of the machined surface of a flat part.

Эта техническая задача в способе решается тем, что в известном способе нанесения нанокомпозитного покрытия на плоские поверхности детали, включающем установку на держателе карусели в вакуумной камере, по крайней мере, одной плоской детали с возможностью ее планетарного вращения, приведении карусели во вращение и формировании нанокомпозитного покрытия на плоской детали с помощью установленных в вакуумной камере источников распыляемого материала, при прохождении детали перед источником распыляемого материала ее ориентируют с расположением обрабатываемой плоской поверхности перпендикулярно плоскости, проведенной через оси вращения карусели и держателя, параллельные друг другу, и фиксируют деталь относительно оси держателя, а вне области осаждения распыляемого материала осуществляют разворот детали на 180° относительно оси держателя.This technical problem in the method is solved in that in the known method for applying a nanocomposite coating to the flat surfaces of a part, comprising installing on the carousel holder in the vacuum chamber at least one flat part with the possibility of planetary rotation, bringing the carousel into rotation and forming a nanocomposite coating on a flat part using sources of atomized material installed in a vacuum chamber, when passing the part in front of the source of atomized material, it is oriented with HAND machined flat surface perpendicular to the plane passing through the rotation axis of the carousel holder and parallel to each other and fixed part relative to the holder axis, and outside the area of deposition of sprayed material is carried out turning parts of 180 ° relative to the holder axis.

Кроме того, во время разворота детали на 180° ее обрабатывают ионным пучком.In addition, during a 180 ° turn of the part, it is treated with an ion beam.

Эта техническая задача в устройстве решается тем, что в известном устройстве для нанесения нанокомпозитных покрытий на плоские поверхности детали, содержащем установленный в вакуумной камере по меньшей мере один источник распыляемого материала, карусель, на которой размещен, по меньшей мере держатель плоской детали, перед источником распыляемого материала деталь установлена неподвижно относительно оси держателя и держатель детали выполнен с возможностью расположения ее плоской обрабатываемой поверхности перпендикулярно плоскости, проведенной через оси вращения карусели и держателя, параллельные друг другу, при прохождении детали перед источником распыляемого материала, а вне области осаждения распыляемого материала размещен узел разворота, установленный с возможностью разворота детали на 180° относительно оси держателя.This technical problem in the device is solved in that in the known device for applying nanocomposite coatings on flat surfaces of a part containing at least one source of sprayed material installed in a vacuum chamber, a carousel on which at least a holder of a flat part is placed in front of the source of sprayed material, the part is fixedly mounted relative to the axis of the holder, and the part holder is arranged to arrange its flat work surface perpendicular to the plane, drawn through the axis of rotation of the carousel and the holder, parallel to each other, when the part passes in front of the source of the sprayed material, and outside the deposition area of the sprayed material, a pivot assembly is installed that can rotate the part 180 ° relative to the axis of the holder.

Кроме того, в устройстве источник распыляемого материала может быть выполнен в виде N магнетронов, где N - целое число и N≥1.In addition, in the device, the source of the sprayed material can be made in the form of N magnetrons, where N is an integer and N≥1.

Источник распыляемого материала может быть выполнен в виде N электродуговых источников, где N - целое число и N≥1.The source of the sprayed material can be made in the form of N electric arc sources, where N is an integer and N≥1.

Кроме того, в устройстве количество источников распыляемого материала может быть выбрано М, где М - целое четное число и М≥2, причем источники распыляемого материала установлены парами напротив друг друга на расстоянии, обеспечивающем прохождение детали между ними.In addition, in the device, the number of sources of sprayed material can be selected M, where M is an even integer and M≥2, and the sources of sprayed material are installed in pairs opposite each other at a distance that ensures the passage of the part between them.

Мишени источников распыляемого материала могут быть выполнены из разных материалов.Targets of sources of sprayed material can be made of different materials.

В другом варианте выполнения известное устройство для нанесения нанокомпозитных покрытий на плоские поверхности детали, содержащее установленный в вакуумной камере по меньшей мере один источник распыляемого материала, карусель, на которой размещен, по меньшей мере держатель плоской детали, снабжено ионным источником, установленным так, что ионный пучок воздействует на поверхность при развороте детали на 180°, а перед источником распыляемого материала деталь установлена неподвижно относительно оси держателя и держатель детали выполнен с возможностью расположения ее плоской обрабатываемой поверхности перпендикулярно плоскости, проведенной через оси вращения карусели и держателя, параллельные друг другу, при прохождении детали перед источником распыляемого материала, а вне области осаждения распыляемого материала размещен узел разворота, установленный с возможностью разворота детали на 180° относительно оси держателя.In another embodiment, the known device for applying nanocomposite coatings to the flat surfaces of a part, comprising at least one source of sprayed material installed in a vacuum chamber, the carousel on which at least the holder of the flat part is placed, is provided with an ion source mounted so that the ion the beam acts on the surface when the part is turned through 180 °, and in front of the source of the sprayed material, the part is fixedly mounted relative to the axis of the holder and the part holder is made with the possibility of arranging its flat work surface perpendicular to the plane drawn through the axis of rotation of the carousel and the holder, parallel to each other, when passing the part in front of the source of the sprayed material, and outside the deposition area of the sprayed material there is a pivot assembly installed with the possibility of pivoting the part 180 ° relative to the axis holder.

Расстояние от источника распыляемого материала до детали при ее прохождении перед ним целесообразно делать небольшим для повышения интенсивности напыления. Поскольку ширина детали мала по сравнению с радиусом карусели, траектория движения детали при прохождении ее перед источником распыляемого материала близка к прямой линии, а обрабатываемая поверхность располагается приблизительно параллельно источнику распыляемого материала. Благодаря этому достигается одинаковая скорость роста покрытия и одинаковая температура во всех областях обрабатываемой поверхности плоской детали, что обеспечивает однородность свойств покрытия на обрабатываемой поверхности.It is advisable to make the distance from the source of the sprayed material to the part when it passes in front of it small to increase the spraying intensity. Since the width of the part is small compared to the radius of the carousel, the path of the part when it passes in front of the source of sprayed material is close to a straight line, and the surface to be machined is approximately parallel to the source of sprayed material. Due to this, the same coating growth rate and the same temperature are achieved in all areas of the machined surface of the flat part, which ensures uniform coating properties on the machined surface.

На некотором удалении от источника распыляемого материала установлен узел разворота детали, представляющий собой неподвижный относительно вакуумной камеры сектор зубчатого колеса. Под некоторым удалением имеется в виду такое удаление, при котором осаждение на деталь распыляемых источником частиц пренебрежимо мало. При необходимости уменьшения такого удаления используют защитные экраны. Зубчатое колесо держателя контактирует с сектором зубчатого колеса и образует вместе с ним зубчатую передачу. Передаточное число этой зубчатой передачи выбирается таким образом, чтобы в ограниченной области контакта осуществить разворот детали на 180°. Зубчатая передача создает усилие, достаточное для освобождения держателя, при этом после разворота держатель снова фиксируется. При следующем прохождении детали перед источником распыляемого материала она окажется развернутой к нему другой стороной. Для нанесения чередующегося слоя из другого материала источник распыляемого материала, имеющий мишень из этого материала, установлен на некотором удалении от узла разворота детали. Применение ионного источника в области разворота детали на 180° для обработки поверхности ионным пучком перед нанесением каждого слоя способствует лучшей адгезии материала покрытия. Разворот детали при обработке пучком ионов ее поверхности обеспечивает требуемые острые углы экспозиции, соответствующие оптимальному режиму такой обработки.At some distance from the source of the sprayed material, a part turning unit is installed, which is a sector of the gear wheel, which is stationary relative to the vacuum chamber. By some removal is meant such removal in which the deposition of particles sprayed by the source of the particle is negligible. If necessary, reduce such removal using protective screens. The gear of the holder is in contact with the sector of the gear and forms a gear with it. The gear ratio of this gear is selected so that in a limited area of contact to carry out a turn of the part by 180 °. The gear train creates a force sufficient to release the holder, and after turning the holder is again fixed. The next time the part passes in front of the source of sprayed material, it will be turned to it with the other side. For applying an alternating layer of another material, a source of spray material having a target of this material is installed at a certain distance from the node for turning the part. The use of an ion source in the 180 ° turn-around area for surface treatment with an ion beam before applying each layer contributes to better adhesion of the coating material. The turn of the part during processing by the ion beam of its surface provides the required sharp exposure angles corresponding to the optimal mode of such processing.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид устройства для реализации способа нанесения нанокомпозитного покрытия на плоские детали, на фиг.2 показан узел вращения детали в устройстве для реализации способа нанесения нанокомпозитного покрытия на плоские детали, на фиг.3 показан общий вид другого варианта установки для реализации способа нанесения нанокомпозитного покрытий на плоские поверхности детали с ионным источником.The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a general view of a device for implementing a method of applying a nanocomposite coating to flat parts, Fig. 2 shows a knot of rotation of a part in a device for implementing a method of applying a nanocomposite coating to flat parts, Fig. 3 shows a general view of another installation option for implementing the method of applying nanocomposite coatings on the flat surfaces of a part with an ion source.

Устройство для реализации способа нанесения нанокомпозитного покрытия на плоские поверхности детали 1 содержит вакуумную камеру 2, карусель 3, установленную в ней, при этом ось вращения 4 карусели 3 проходит в центре вакуумной камеры 2. Карусель 3 оснащена, по меньшей мере, одним держателем 5 детали 1, имеющим возможность поворачиваться вокруг собственной оси 6, которая параллельна оси вращения 4. Ось вращения 6 держателя 5 является собственной осью вращения детали 1 и может совпадать с осью симметрии детали 1. Установленная на держателе 5 деталь 1 ориентирована таким образом, что ее обрабатываемая плоская поверхность расположена перпендикулярно плоскости, проведенной через оси вращения 4 и 6, при этом держатель 5 механически зафиксирован на карусели 3.A device for implementing the method of applying a nanocomposite coating to the flat surfaces of a part 1 contains a vacuum chamber 2, a carousel 3 installed in it, while the axis of rotation 4 of the carousel 3 passes in the center of the vacuum chamber 2. The carousel 3 is equipped with at least one part holder 5 1, having the ability to rotate around its own axis 6, which is parallel to the axis of rotation 4. The axis of rotation 6 of the holder 5 is the axis of rotation of the part 1 and can coincide with the axis of symmetry of the part 1. Mounted on the holder 5, part 1 oriented so that its machined flat surface is perpendicular to the plane drawn through the axis of rotation 4 and 6, while the holder 5 is mechanically fixed on the carousel 3.

Каждый держатель 5 содержит зубчатое колесо 7, расположенное на оси 6 держателя 5. На расстоянии от источника распыляемого материала 8 установлен узел разворота детали 1, представляющий собой неподвижный относительно вакуумной камеры 2 сектор зубчатого колеса 9. Зубчатое колесо 7 держателя 5 контактирует с сектором зубчатого колеса 9 узла разворота детали 1 и образует вместе с ним зубчатую передачу. Передаточное число этой зубчатой передачи выбирается таким образом, чтобы в ограниченной области контакта осуществить разворот детали на 180°.Each holder 5 contains a gear 7 located on the axis 6 of the holder 5. At a distance from the source of the sprayed material 8, a turning part 1 is installed, which is a sector of the gear wheel 9 that is stationary relative to the vacuum chamber 2. The gear 7 of the holder 5 is in contact with the sector of the gear 9 of the node for turning the part 1 and forms a gear transmission with it. The gear ratio of this gear is selected so that in a limited area of contact to carry out a turn of the part by 180 °.

В другом варианте исполнения установки для реализации способа нанесения нанокомпозитного покрытия на плоские поверхности детали около узла разворота детали установлен ионный источник 10. Для нанесения чередующегося слоя из другого материала источник распыляемого материала 11, имеющий мишень 12 из этого материала, установлен на некотором удалении от узла разворота детали напротив источника распыляемого материала 8. Возможна установка нескольких источников распыляемого материала 13-14 с внешней и внутренней стороны карусели и нескольких узлов разворота, при этом дублирования источников распыляемого материала для нанесения чередующихся покрытий на разные стороны детали 1 не требуется. Возможна также одновременная обработка двух плоских поверхностей, для чего устанавливаются по два источника распыляемого материала 8 и 11 (или 13 и 14) напротив друг друга, при этом указанные источники могут иметь мишени 12 из разных материалов.In another embodiment of the apparatus for implementing the method of applying a nanocomposite coating to the flat surfaces of a part, an ion source 10 is installed near the part’s turn site. For applying an alternating layer of another material, the source of spray material 11 having a target 12 of this material is installed at some distance from the turn site details opposite the source of sprayed material 8. It is possible to install several sources of sprayed material 13-14 on the outer and inner sides of the carousel and several turnarounds, while duplication of sources of sprayed material for applying alternating coatings on different sides of part 1 is not required. It is also possible to simultaneously process two flat surfaces, for which two sources of spray material 8 and 11 (or 13 and 14) are installed opposite each other, while these sources can have targets 12 of different materials.

Устройство для реализации способа нанесения нанокомпозитного покрытия на плоские поверхности детали работает следующим образом.A device for implementing the method of applying a nanocomposite coating on a flat surface of a part operates as follows.

Карусель 3 и держатель 5 имеют возможность вращения относительно собственных осей 4 и 6, при этом оси 4 и 6 карусели 3 и держателя 5 параллельны друг другу. С внешней стороны карусели 3 расположен, по крайней мере, один источник распыляемого материала 8. Поскольку ширина детали 1 мала по сравнению с радиусом карусели 3, траектория движения детали 1 при прохождении ее перед источником распыляемого материала 8 близка к прямой линии, а обрабатываемая поверхность располагается параллельно источнику распыляемого материала 8. При прохождении перед источником распыляемого материала 8 закрепленная на держателе деталь 1 неподвижна относительно оси держателя 6 и ориентирована таким образом, что ее обрабатываемая плоская поверхность расположена перпендикулярно плоскости, проведенной через оси вращения 4 и 6 карусели 3 и держателя 5, что приводит к одинаковой скорости роста покрытия и одинаковой температуре во всех областях обрабатываемой поверхности плоской детали 1 и обеспечивает однородность свойств покрытия на обрабатываемой поверхности. Разворот детали на 180° относительно оси 6 держателя 5 осуществляется вне области осаждения распыляемого материала. Под расстоянием в изобретении подразумевает такое удаление, при котором осаждение на деталь 1 распыляемых источником 8 частиц пренебрежимо мало. При необходимости уменьшения такого расстояния используют защитные экраны.The carousel 3 and the holder 5 are rotatable relative to their own axes 4 and 6, while the axes 4 and 6 of the carousel 3 and the holder 5 are parallel to each other. At least one source of spray material 8 is located on the outside of the carousel 3. Since the width of part 1 is small compared to the radius of the carousel 3, the path of movement of part 1 when it passes in front of the source of spray material 8 is close to a straight line, and the surface to be machined is parallel to the source of the sprayed material 8. When passing in front of the source of sprayed material 8, the part 1 fixed on the holder is stationary relative to the axis of the holder 6 and is oriented so that its processing The rolled flat surface is perpendicular to the plane drawn through the axis of rotation 4 and 6 of the carousel 3 and the holder 5, which leads to the same growth rate of the coating and the same temperature in all areas of the treated surface of the flat part 1 and ensures uniform coating properties on the treated surface. The part is rotated 180 ° relative to the axis 6 of the holder 5 is carried out outside the area of deposition of the sprayed material. By distance in the invention is meant a removal in which the deposition on the part 1 of the particles sprayed by the source 8 is negligible. If necessary, reduce this distance using protective screens.

Источник распыляемого материала 8 может быть выполнен в виде N магнетронов или электродуговых источников, где N - целое число и N≥1. Максимальное количество источников распыляемого материала 8 определяется размерами и конструктивными особенностями вакуумной камеры 2.The source of atomized material 8 can be made in the form of N magnetrons or electric arc sources, where N is an integer and N≥1. The maximum number of sources of spray material 8 is determined by the size and design features of the vacuum chamber 2.

Устройство для реализации способа нанесения нанокомпозитного покрытия на плоские детали может содержать четное количество источников распыляемого материала 8 и 11 (13 и 14), установленных друг напротив друга с возможностью прохождения детали между ними, при этом источники распыляемого материала 8, 11, 13, 14 могут иметь мишени 12 из разных материалов, а покрытие в этом случае наносится одновременно на две обрабатываемые поверхности детали 1. Разворот детали на 180° относительно оси держателя осуществляется при помощи зубчатой передачи, состоящей из зубчатого колеса 7, закрепленного на оси 6 держателя 5, и сектора зубчатого колеса 9, установленного неподвижно относительно вакуумной камеры 2. Зубчатая передача создает усилие, достаточное для освобождения держателя 5, при этом после разворота держатель 5 снова фиксируется. При следующем прохождении детали 1 перед источником распыляемого материала 8 она окажется развернутой к нему другой стороной.A device for implementing the method of applying a nanocomposite coating to flat parts may contain an even number of sources of spray material 8 and 11 (13 and 14) installed opposite each other with the possibility of passing parts between them, while the sources of spray material 8, 11, 13, 14 may have 12 targets from different materials, and the coating in this case is applied simultaneously to two machined surfaces of the part 1. The part is turned 180 ° about the axis of the holder using a gear train consisting of the toothed wheels 7 fixed on the axis 6 of the holder 5 and the sector gear 9 mounted fixedly relative to the vacuum chamber 2. The gear creates a force sufficient to release the holder 5, the holder 5 after turning is fixed again. The next time the part 1 passes in front of the source of atomized material 8, it will be turned to it with the other side.

Источников распыляемого материала может быть М штук, где М - целое четное число и М≥2, причем источники распыляемого материала установлены парами напротив друг друга на расстоянии, обеспечивающем прохождение детали между ними. Максимальное количество источников распыляемого материала 8 определяется размерами и конструктивными особенностями вакуумной камеры 2. В качестве разных материалов мишени 12 могут применяться Ti, Fe, Ni, Co, Cr, Al, Y, Zr, Hf, V, Та, Mo, W, B, Si, С или любой сплав на основе указанных элементов.The sources of the sprayed material can be M pieces, where M is an even integer and M≥2, and the sources of sprayed material are installed in pairs opposite each other at a distance that ensures the passage of the part between them. The maximum number of sources of spray material 8 is determined by the size and design features of the vacuum chamber 2. Ti, Fe, Ni, Co, Cr, Al, Y, Zr, Hf, V, Ta, Mo, W, B can be used as different materials of target 12 , Si, C or any alloy based on these elements.

При наличии ионного источника 10 в устройстве, он воздействует ионным пучком на обрабатываемую поверхность при развороте детали 1 на 180°. Разворот детали 1 при обработке пучком ионов ее поверхности обеспечивает требуемые острые углы экспозиции, соответствующие оптимальному режиму такой обработки. При организации такого движения деталей становится эффективной их обработка пучком ионов от ионного источника, поскольку наилучшие результаты такой обработки достигаются при острых углах экспозиции.In the presence of an ion source 10 in the device, it acts by the ion beam on the surface to be processed when the part 1 is rotated 180 °. The turn of part 1 during processing by an ion beam of its surface provides the required sharp exposure angles corresponding to the optimal mode of such processing. When organizing such movement of parts, it becomes effective to process them with an ion beam from an ion source, since the best results of such processing are achieved with acute exposure angles.

Использование предложенного изобретения обеспечивает однородность свойств покрытия на плоской поверхности детали; снижает при этом количества используемых источников распыляемого материала при нанесении чередующихся слоев разных материалов; создает при этом оптимальные условия для обработки детали потоком ионов; упрощает установку для нанесения нанокомпозитных покрытий на плоские поверхности детали.Using the proposed invention provides uniformity of the properties of the coating on the flat surface of the part; reduces the number of sources of spray material used when applying alternating layers of different materials; at the same time creates optimal conditions for processing the part by the ion flow; simplifies installation for applying nanocomposite coatings on flat surfaces of a part.

Claims (8)

1. Способ нанесения нанокомпозитного покрытия на плоские поверхности детали, включающий установку на держателе карусели в вакуумной камере по крайней мере одной плоской детали, приведение карусели во вращение и формирование нанокомпозитного покрытия на плоской детали с помощью установленных в вакуумной камере источников распыляемого материала, отличающийся тем, что при прохождении детали перед источником распыляемого материала ее ориентируют с расположением обрабатываемой плоской поверхности перпендикулярно плоскости, проведенной через оси вращения карусели и держателя, параллельные друг другу, и фиксируют деталь относительно оси держателя, а вне области осаждения распыляемого материала осуществляют разворот детали на 180° относительно оси держателя.1. A method of applying a nanocomposite coating to a flat surface of a part, comprising installing at least one flat part on a carousel holder in a vacuum chamber, bringing the carousel into rotation and forming a nanocomposite coating on a flat part using sources of spray material installed in a vacuum chamber, characterized in that when passing the part in front of the source of the sprayed material, it is oriented with the location of the machined flat surface perpendicular to the plane, carried out through the carousel rotation axis of the holder and parallel to each other and fixed part relative to the holder axis, and outside the area of deposition of sprayed material is carried out turning parts of 180 ° relative to the holder axis. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при развороте детали на 180° ее обрабатывают ионным пучком.2. The method according to claim 1, characterized in that when the part is turned through 180 °, it is treated with an ion beam. 3. Устройство для нанесения нанокомпозитного покрытия на плоские поверхности детали, содержащее установленный в вакуумной камере по меньшей мере один источник распыляемого материала, карусель, на которой размещен по меньшей мере один держатель плоской детали, отличающееся тем, что перед источником распыляемого материала деталь установлена неподвижно относительно оси держателя и держатель детали выполнен с возможностью расположения ее плоской обрабатываемой поверхности перпендикулярно плоскости, проведенной через оси вращения карусели и держателя, параллельные друг другу, при прохождении детали перед источником распыляемого материала, а вне области осаждения распыляемого материала размещен узел разворота, установленный с возможностью разворота детали на 180° относительно оси держателя.3. A device for applying a nanocomposite coating to flat surfaces of a part, comprising at least one source of sprayed material installed in a vacuum chamber, a carousel on which at least one holder of a flat part is placed, characterized in that the part is fixedly mounted relative to the source of sprayed material the axis of the holder and the holder of the part is arranged to arrange its flat work surface perpendicular to the plane drawn through the axis of rotation of the punishment ate holder and parallel to each other, the passage of items before the spray material source and the region is sprayed deposition material placed reversal assembly mounted to pivot parts 180 ° with respect to the holder axis. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что источник распыляемого материала выполнен в виде N магнетронов, где N - целое число и N≥1.4. The device according to claim 3, characterized in that the source of the sprayed material is made in the form of N magnetrons, where N is an integer and N≥1. 5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что источник распыляемого материала выполнен в виде N электродуговых источников, где N - целое число и N≥1.5. The device according to claim 3, characterized in that the source of the sprayed material is made in the form of N electric arc sources, where N is an integer and N≥1. 6. Устройство по п.4 или 5, отличающееся тем, что установлено М источников распыляемого материала, где М - целое четное число и М≥2, причем источники распыляемого материала установлены парами напротив друг друга на расстоянии, обеспечивающем прохождение детали между ними.6. The device according to claim 4 or 5, characterized in that M sources of the sprayed material are installed, where M is an even integer and M≥2, and the sources of sprayed material are installed in pairs opposite each other at a distance that ensures the passage of the part between them. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что мишени источников распыляемого материала выполнены из разных материалов.7. The device according to claim 6, characterized in that the target sources of the sprayed material are made of different materials. 8. Устройство для нанесения нанокомпозитного покрытия на плоские поверхности детали, содержащее установленный в вакуумной камере по меньшей мере один источник распыляемого материала, карусель, на которой размещен по меньшей мере один держатель плоской детали, отличающееся тем, что оно снабжено ионным источником, установленным так, что ионный пучок воздействует на поверхность при развороте детали на 180°, а перед источником распыляемого материала деталь установлена неподвижно относительно оси держателя и держатель детали выполнен с возможностью расположения ее плоской обрабатываемой поверхности перпендикулярно плоскости, проведенной через оси вращения карусели и держателя, параллельные друг другу, при прохождении детали перед источником распыляемого материала, а вне области осаждения распыляемого материала размещен узел разворота, установленный с возможностью разворота детали на 180° относительно оси держателя. 8. A device for applying a nanocomposite coating to the flat surfaces of a part, comprising at least one source of atomized material installed in a vacuum chamber, a carousel on which at least one holder of the flat part is placed, characterized in that it is provided with an ion source so installed that the ion beam acts on the surface when the part is rotated through 180 °, and in front of the source of the sprayed material, the part is stationary with respect to the axis of the holder and the part holder is made with The location of its flat work surface perpendicular to the plane drawn through the axis of rotation of the carousel and the holder, parallel to each other, when the part passes in front of the source of the sprayed material, and outside the deposition area of the sprayed material there is a pivot assembly that can rotate the part 180 ° relative to the axis of the holder .
RU2010123343/02A 2010-06-08 2010-06-08 Method to apply nanocomposite coating onto flat surfaces of part and device for its realisation (versions) RU2450086C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010123343/02A RU2450086C2 (en) 2010-06-08 2010-06-08 Method to apply nanocomposite coating onto flat surfaces of part and device for its realisation (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010123343/02A RU2450086C2 (en) 2010-06-08 2010-06-08 Method to apply nanocomposite coating onto flat surfaces of part and device for its realisation (versions)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010123343A RU2010123343A (en) 2011-12-20
RU2450086C2 true RU2450086C2 (en) 2012-05-10

Family

ID=45403747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010123343/02A RU2450086C2 (en) 2010-06-08 2010-06-08 Method to apply nanocomposite coating onto flat surfaces of part and device for its realisation (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2450086C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU169200U1 (en) * 2015-11-20 2017-03-09 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФПМ СО РАН) The device is a vacuum-plasma homogeneous surface modification of parts
RU2817729C1 (en) * 2023-06-29 2024-04-19 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Vacuum coating device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1628324A3 (en) * 2004-08-20 2007-07-04 JDS Uniphase Corporation Magnetron sputtering device
RU2308538C1 (en) * 2006-06-19 2007-10-20 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "ЭЛАН-ПРАКТИК" Device for applying multi-layer coatings
RU2379378C2 (en) * 2006-07-26 2010-01-20 Дмитрий Давидович Спиваков Method of ion-plasma spraying coating of multicomponent film coatings and installation for its implementation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1628324A3 (en) * 2004-08-20 2007-07-04 JDS Uniphase Corporation Magnetron sputtering device
RU2308538C1 (en) * 2006-06-19 2007-10-20 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "ЭЛАН-ПРАКТИК" Device for applying multi-layer coatings
RU2379378C2 (en) * 2006-07-26 2010-01-20 Дмитрий Давидович Спиваков Method of ion-plasma spraying coating of multicomponent film coatings and installation for its implementation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU169200U1 (en) * 2015-11-20 2017-03-09 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФПМ СО РАН) The device is a vacuum-plasma homogeneous surface modification of parts
RU2817729C1 (en) * 2023-06-29 2024-04-19 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Vacuum coating device

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010123343A (en) 2011-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009512788A (en) Cathodes and applications incorporating rotating targets in combination with fixed or moving magnet assemblies
KR101973879B1 (en) Substrate processing apparatus
UA51619C2 (en) Razor blade, blade for shaving and method for making it, method for application of hard coatings to the blade and shaving block
Tan et al. Fabrication and characterization of in-situ duplex plasma-treated nanocrystalline Ti/AlTiN coatings
Ferreira et al. Hard and dense diamond like carbon coatings deposited by deep oscillations magnetron sputtering
EA002682B1 (en) Method for depositing wear-resistant coatings and for increasing lifespan of parts
JP2012193450A (en) Component manipulator for dynamic positioning of substrate, coating method and use of component manipulator
RU2450086C2 (en) Method to apply nanocomposite coating onto flat surfaces of part and device for its realisation (versions)
RU100519U1 (en) INSTALLATION FOR APPLICATION OF NANOCOMPOSITE COATINGS ON PLANE SURFACES OF THE PARTS (OPTIONS)
KR101471269B1 (en) Arc evaporation source having fast film-forming speed, film formation device and manufacturing method for coating film using the arc evaporation source
JP2009215622A (en) Film-forming apparatus
CN102712992A (en) PVD method and apparatus
CN104004997A (en) Cylindrical evaporation source
RU2608858C2 (en) Glass with optically transparent protective coating and method of its production
Saravanan et al. Experimental design and performance analysis of alumina coatings deposited by a detonation spray process
JP5668637B2 (en) Film forming apparatus and film forming method
RU2416673C2 (en) Laser-plasma procedure of synthesis of very hard micro- and nano-structured coatings and device
Jeong et al. Trend and prospect of thin film processing technology
KR20050000372A (en) Device for the targeted application of deposition material to a substrate
US20150252466A1 (en) High surface areas (hsa) coatings and methods for forming the same
JP5721827B2 (en) Vacuum coating apparatus and vacuum coating method
Tang et al. Gas flow sputtering—An approach to coat complex geometries and Non Line of Sight areas
RU2554252C2 (en) Application of coating and arc evaporator to this end
RU2261289C1 (en) Device for application of multi-layer current-conducting coats on articles made from dielectric materials and ion source for this device
RU2393267C1 (en) Procedure for gas-thermal application of coating on internal surface of item aperture

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180609