UA71922C2 - An electron beam physical vapor deposition apparatus to produce a coating by condensation of vapor phase containing magazine with ingots of coating material - Google Patents
An electron beam physical vapor deposition apparatus to produce a coating by condensation of vapor phase containing magazine with ingots of coating material Download PDFInfo
- Publication number
- UA71922C2 UA71922C2 UA2001032042A UA2001032042A UA71922C2 UA 71922 C2 UA71922 C2 UA 71922C2 UA 2001032042 A UA2001032042 A UA 2001032042A UA 2001032042 A UA2001032042 A UA 2001032042A UA 71922 C2 UA71922 C2 UA 71922C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- coating
- chamber
- electron beam
- coating chamber
- coating material
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 208
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 190
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 238000009833 condensation Methods 0.000 title claims description 16
- 230000005494 condensation Effects 0.000 title claims description 16
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 title claims description 8
- 238000005328 electron beam physical vapour deposition Methods 0.000 title abstract 5
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims abstract description 70
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 9
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 3
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 claims description 3
- 238000012876 topography Methods 0.000 claims 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 10
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract description 7
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 description 23
- 230000008569 process Effects 0.000 description 17
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 13
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 6
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 6
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 4
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000005355 lead glass Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 238000004901 spalling Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000951 Aluminide Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000283153 Cetacea Species 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000423732 Hephaestus Species 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000984293 Monoon Species 0.000 description 1
- 241000282320 Panthera leo Species 0.000 description 1
- 241001655798 Taku Species 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000002763 arrhythmic effect Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000739 chaotic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 210000005069 ears Anatomy 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
- C23C14/28—Vacuum evaporation by wave energy or particle radiation
- C23C14/30—Vacuum evaporation by wave energy or particle radiation by electron bombardment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
- C23C14/246—Replenishment of source material
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Ця заявка використовує пріоритет попередньої заявки на видачу патенту США за номером 60/147,234, 2 поданої 4 серпня 1999 року.This application benefits from the priority of US Patent Application No. 60/147,234, 2 filed August 4, 1999.
Перехресні посилання на паралельні заявки.Cross-references to parallel applications.
Ця заявка стосується заявок на видачу патенту США за реєстраційними номерами 130М-13220, 130М-13221 130-13222 що розглядаються одночасно із даною, зміст яких наданий в цьому описі у вигляді посилання.This application relates to concurrent US patent application Nos. 130M-13220, 130M-13221 and 130-13222, the contents of which are incorporated herein by reference.
Галузь застосування винаходуField of application of the invention
Цей винахід взагалі стосується електронно-променевого пристрою для нанесення покриття конденсацією із парової фази. Зокрема, цей винахід спрямовано на створення такого пристрою для нанесення покриття, з можливістю нанесення керамічних покриттів на деталі, наприклад теплоізоляційних покриттів на деталі із жароміцного сплаву газотурбінних двигунів.This invention generally relates to an electron beam device for coating by condensation from the vapor phase. In particular, this invention is aimed at creating such a device for applying a coating, with the possibility of applying ceramic coatings on parts, for example, heat-insulating coatings on parts made of a heat-resistant alloy of gas turbine engines.
Передумови створення винаходу 12 Вищі робочі температури для газотурбінних двигунів постійно досліджуються для збільшення їх продуктивності. Однак, по мірі збільшення робочих температур термін дії деталей двигуна, що працюють в умовах високої температури, теж повинен відповідно збільшуватись. В той час, як значні переваги були досягнуті при застосуванні жароміцних сплавів на основі заліза, нікелю та кобальту, окремо жароміцні здібності цих сплавів часто неадекватні для деталей, визначено розташованих в газотурбінному двигуні, наприклад такому двигуні, як камера згоряння та форсажна камера. Спільним рішенням є виконання теплової ізоляції таких деталей для мінімізації їх робочих температур. З цією метою широке застосування знайшли теплоізоляційні покриття (ТІП), нанесені на зовнішні поверхні деталей, що працюють при високих температурах.Background of the Invention 12 Higher operating temperatures for gas turbine engines are constantly being investigated to increase their performance. However, as operating temperatures increase, the lifetime of engine parts operating at high temperatures should also increase accordingly. While significant advantages have been achieved with the use of iron, nickel, and cobalt-based heat-resistant alloys, the heat-resistant capabilities of these alloys alone are often inadequate for parts specifically located in a gas turbine engine, such as the combustion chamber and afterburner. A common solution is to perform thermal insulation of such parts to minimize their operating temperatures. For this purpose, heat-insulating coatings (TIP) applied to the outer surfaces of parts operating at high temperatures have been widely used.
Для ефективності теплоізоляційні покриття (ТІП) повинні мати низьку теплопровідність та легко приставати до поверхні деталей. Різні керамічні матеріали застосовуються як ТІП, зокрема, диоксид цирконія (27гО 5), що с стабілізується окисом іттрія (У 203), магнезією (МоО) або іншими окисами. Такі спеціальні матеріали широко (39 застосовуються в цій галузі техніки, оскільки вони легко осаджуються при нанесенні покриття плазменим напиленням або конденсацією парової фази. Прикладом останньої є електронно-променеве нанесення покриття конденсацією парової фази (ЕПНПКПФ), при якому виробляється теплоізоляційне покриття, що має стовбурну зернисту структуру, підоснова якої має можливість розширюватись, не викликаючи при цьому пошкоджуючих с стресів, що приводять до скалювання, і цим підвищує допустимий рівень деформації. Прилипання ТІП до деталі с часто в подальшому зміцнюється наявністю металевого з'єднувального покриття, такого як дифузійний алюмінід або стійкий до окислення сплав, такий як МегА/М, де М це залізо, кобальт та/або нікель. Ме.To be effective, thermal insulation coatings (TIP) should have low thermal conductivity and easily adhere to the surface of the parts. Various ceramic materials are used as TIP, in particular, zirconium dioxide (27gO5), which is stabilized with yttrium oxide (U203), magnesia (MoO) or other oxides. Such special materials are widely (39) used in this field of technology, since they are easily deposited during coating by plasma spraying or vapor phase condensation. An example of the latter is electron beam vapor phase condensation coating (EPNPKPF), in which a heat-insulating coating is produced that has a trunk granular structure, the substrate of which is able to expand without causing damaging c stresses that lead to spalling, thereby increasing the allowable level of deformation. The adhesion of the TIP to the part c is often further strengthened by the presence of a metallic bonding coating, such as a diffusion aluminide or an oxidation-resistant alloy such as MegA/M, where M is iron, cobalt, and/or nickel.Me.
Способи виробництва ТІП шляхом ЕПНІКПФ взагалі включають попереднє нагрівання деталі до прийнятної «-- температури для нанесення покриття та потім занурення деталі в нагріту покривальну камеру, в якій 3о підтримується тиск приблизно 0,005мбар. Вищих тисків уникають тому, що керування електронним променем є в важким при тисках вище приблизно 0,005мбар, при цьому помічається хаотичний процес при тиску в покривній камері вище 0,01Омбар. Крім того, вважають, що термін дії нитки накалювання електронно-променевої пушки буде знижено або пушку буде забруднено при тиску вище 0,005мбар. Деталь тримають поблизу із злитком « покривного керамічного матеріалу (наприклад, окисом цирконія, стабілізованим оксидом ітрію) та електронний З 70 промінь проектують на злиток таким чином, щоб розплавити поверхню злитку та виробити конденсат покривного с матеріалу для осадження на деталь.Methods of producing TIP by EPNICPF generally include preheating the part to an acceptable "-- temperature for coating and then immersing the part in a heated coating chamber, in which a pressure of approximately 0.005mbar is maintained at 3o. Higher pressures are avoided because control of the electron beam is difficult at pressures above approximately 0.005mbar, while a chaotic process is observed at pressures in the coating chamber above 0.01Ombar. In addition, it is believed that the lifetime of the filament of the electron beam gun will be reduced or the gun will be contaminated at a pressure above 0.005mbar. The part is held close to an ingot of coating ceramic material (e.g., zirconia stabilized with yttrium oxide) and an electron C 70 beam is projected onto the ingot in such a way as to melt the surface of the ingot and produce condensate of the coating material for deposition on the part.
Із» Діапазон температур, в межах якого способи ЕПНІКПФ можна здійснювати, частково залежить від складу деталей та покривного матеріалу. Мінімально допустима робоча температура взагалі встановлюється для забезпечення відповідного випаровування покривного матеріалу та його осадження на деталь, а максимально допустима робоча температура взагалі встановлюється для уникнення пошкодження мікроструктури виробу. 7 Протягом всього процессу осадження температура в покривній камері продовжує рости за рахунок наявності - електронного проміню та утворення розплавленого покривного матеріалу. В результаті процеси ЕПНІКПФ часто починають виконувати при мінімально визначеній температурі та закінчують, коли температура покривної камери іш приблизно має максимальну температуру, при якій покривна камера охолоджується та очищується для зняття ка 20 покривного матеріалу, що осадився на внутрішні стінки покривної камери. Сучасні пристрої ЕПНІПКПФ дозволяють вилучити покриті деталі із покривної камери та замістити попередньо нагрітими непокритими о деталями, не зупиняючи пристрій з метою створення безперервного режиму роботи. Безперервний режим роботи пристрою на протязі цього часу можна визначити терміном "кампанія" із більшою кількістю деталей, належно вкритих протягом кампанії, що відповідає підвищеній продуктивності та економічній ефективності. 25 Виходячи із викладеного вище, зараз існує потреба збільшити кількість деталей, що покриваються протягомFrom» The range of temperatures within which EPNIKPF methods can be carried out depends partly on the composition of the parts and the coating material. The minimum permissible operating temperature is generally set to ensure adequate evaporation of the coating material and its deposition on the part, and the maximum permissible operating temperature is generally set to avoid damage to the microstructure of the product. 7 During the entire deposition process, the temperature in the coating chamber continues to rise due to the presence of an electron beam and the formation of molten coating material. As a result, EPNICPF processes often start at a minimum defined temperature and end when the coating chamber temperature is approximately the maximum temperature at which the coating chamber is cooled and cleaned to remove the coating material deposited on the inner walls of the coating chamber. Modern EPNIPCPF devices allow you to remove coated parts from the coating chamber and replace them with preheated uncoated parts without stopping the device in order to create a continuous mode of operation. Continuous operation of the device during this time can be defined by the term "campaign" with more details properly covered during the campaign, corresponding to increased productivity and economic efficiency. 25 Based on the above, there is now a need to increase the number of details covered in the course
ГФ) однієї кампанії, знизити час необхідний для введення та вилучення деталей із покривної камери, та знизити юю час, необхідний для проведення технічного обслуговування в пристрої між кампаніями. Однак, обмежені можливості прототипу цього винаходу часто приводять до відносно вузького діапазону прийнятних температур покриття, складності переміщення занадто гарячих деталей до покривної камери та із неї і також труднощів в 60 процесі виконання технічного обслуговування в сучасних пристроях ЕПНПКПФ. Згідно з цим для удосконалення пристроїв ЕПНІПКПФ та способів їх застосування постійно шукають нових осаджувальних покриттів, зокрема керамічних, таких як ТВО.GF) of one campaign, to reduce the time required to insert and remove parts from the coating chamber, and to reduce the time required to carry out maintenance in the device between campaigns. However, the limited capabilities of the prototype of the present invention often lead to a relatively narrow range of acceptable coating temperatures, the difficulty of moving too hot parts to and from the coating chamber, and also difficulties in the 60 process of performing maintenance in modern EPNPKPF devices. Accordingly, for the improvement of EPNIPCPF devices and methods of their application, new deposition coatings, in particular ceramic ones, such as TVO, are constantly being sought.
Сутність винаходу.The essence of the invention.
Цей винахід спрямовано на створення електронно-променевого пристрою для нанесення покриття бо конденсацією парової фази (ЕПНІПКПФ) та способу використання цього пристрою для нанесення покриттяThis invention is directed to the creation of an electron beam device for coating by vapor phase condensation (EPNIPKPF) and a method of using this device for coating
(наприклад, керамічного теплоіїзоляційного покриття) на виріб. Пристрої ЕПНПКПФ згідно з цим винаходом взагалі включають покривну камеру, що функціонує в умовах підвищених температурах (наприклад, принаймні 8002) та субатмосферному тиску (наприклад, в діапазоні від 107 до 5х10""мбар). Електронно- променева пушка використовується для проекції електронного променя в покривну камеру та на покривний матеріал, розташований усередині камери. Функція електронно-променевої пушки полягає в розплавленні та випаровуванні покривного матеріалу. Крім того, в пристрій вмонтовано пристосування для підтримки виробу у середині покривної камери таким чином, щоб пари покривного матеріалу могли осаджуватися на виріб.(for example, ceramic heat-insulating coating) per product. EPNPKPF devices according to the present invention generally include a coating chamber operating at elevated temperatures (for example, at least 8002) and subatmospheric pressure (for example, in the range from 107 to 5x10""mbar). An electron beam gun is used to project an electron beam into the coating chamber and onto the coating material located inside the chamber. The function of the electron beam gun is to melt and vaporize the coating material. In addition, the device is equipped with a device for supporting the product in the middle of the coating chamber in such a way that vapors of the coating material can be deposited on the product.
Згідно з цим винаходом продуктивність функціонування пристрою ЕПНІКПФ можна підвищити включенням 70 або адаптацією однієї або декілька його властивостей та/або модифікації способу його дії. Згідно із одним об'єктом винахід спрямовано на регулювання робочої температури завдяки наявності рефлекторів випромінення, що можуть пересуватися усередині покривної камери для збільшення або зменшення відбивального нагрівання виробів від расплавленого покривного матеріалу протягом покривальної кампанії.According to the present invention, the performance of the EPNIKPF device can be increased by including 70 or by adapting one or more of its properties and/or modifying its mode of action. According to one object, the invention is aimed at regulating the working temperature due to the presence of radiation reflectors that can move inside the coating chamber to increase or decrease the reflective heating of the products from the molten coating material during the coating campaign.
Регулювання робочого тиску також є об'єктом даного винаходу, при чому як відомо з практики за патентною 75 заявкою США Реєстраційний Ме09/108,201, Кідпеу еї аі. (передана тому ж уповноваженому агенту, що й даний винахід) робочий тиск може бути більше О0,010мбар при мінімальному впливі або його відсутності на функціонування та надійність електронно-променевої пушки та при мінімальних відхиленнях значень робочого тиску. Механічні та технологічні вдосконалення, спрямовані на виконання цього об'єкту винаходу, включають модифікації електронно - променевої пушки, покривної камери та способу спрямування та вилучення газів із пристрою. Крім того, перевагою цього винаходу є наявність форми електронного променя на покривному матеріалі.Regulation of the working pressure is also an object of this invention, and as is known from practice according to the 75 US patent application Registration Me09/108,201, Kidpeu ei ai. (assigned to the same authorized agent as the present invention) the working pressure can be more than O0.010mbar with minimal or no effect on the operation and reliability of the electron beam gun and with minimal deviations of the working pressure values. Mechanical and technological improvements aimed at carrying out this object of the invention include modifications of the electron beam gun, the coating chamber and the method of directing and extracting gases from the device. In addition, the advantage of the present invention is the presence of an electron beam shape on the coating material.
Згідно із іншим переважним об'єктом винаходу для підтримки покривного матеріала в покривній камері застосовується тигель, який переважно включає принаймні дві деталі, одна із яких оточує та утримує розплавлений покривний матеріал, а друга прикріплюється до першої деталі та оточує нерозплавлену частину с покривного матеріалу. Обидві деталі утворюють між собою кільцевий канал, що щільно примикає до утворення розплавленого покривного матеріалу таким чином, щоб можна було досягти ефективного охолодження тиглю, і) зменшуючи швидкість підвищення робочої температури усередині покривної камери.According to another preferred object of the invention, a crucible is used to support the coating material in the coating chamber, which preferably includes at least two parts, one of which surrounds and holds the molten coating material, and the second is attached to the first part and surrounds the unmelted part of the coating material. Both parts form an annular channel between them, tightly adjacent to the formation of the molten coating material in such a way that it is possible to achieve effective cooling of the crucible, i) reducing the rate of increase of the operating temperature inside the coating chamber.
Інший об'єкт винаходу, спрямований на обертовий магазин, що підтримує блок злитків покривного матеріалу під покривною камерою. Магазин індексується таким чином, щоб кожний блок із одного або більше злитків Ге співпадав з апертурою (56) покривної камери (12) для послідовної подачі злитків у покривну камеру без переривання процессу осадження покривного матеріалу. сAnother object of the invention is directed to a rotating magazine that supports a block of ingots of coating material under the coating chamber. The magazine is indexed so that each block of one or more He ingots coincides with an aperture (56) of the coating chamber (12) to sequentially feed the ingots into the coating chamber without interrupting the deposition process of the coating material. with
Згідно із іншим переважним об'єктом винаходу пристрій включає поле індикації для спостереження за Ге»! розплавленим покривним матеріалом усередині покривної камери. Для можливості фіксації занадто високих робочих температур усередині покривної камери поле індикації виконано рідинно-охолоджувальним та має -- стробоскопічний барабан з високою швидкістю обертання та ущільнювання магнітними частками для ча забезпечення високотемпературного вакуумного ущільнення стробоскопічного барабану. В іншому об'єкті цього винаходу поле індикації забезпечує стереоскопічний огляд покривної камери, який можуть одночасно здійснювати один або більше операторів, затримуючи стереоскопічне бачення. «According to another preferred object of the invention, the device includes an indication field for observing the Ge»! molten coating material inside the coating chamber. In order to fix excessively high operating temperatures inside the coating chamber, the display field is liquid-cooled and has a stroboscopic drum with high rotation speed and sealing with magnetic particles to ensure high-temperature vacuum sealing of the stroboscopic drum. In another object of the present invention, the display field provides a stereoscopic view of the cover camera, which can be simultaneously performed by one or more operators, delaying the stereoscopic vision. "
Інші об'єкти та переваги цього винаходу будуть краще визначені в наступному детальному описі.Other objects and advantages of the present invention will be better defined in the following detailed description.
Короткий опис Фіг. - с На Фіг.1 та 2 зображені відповідно план та вид спереду електронно-променевого пристрою для нанесення ц покриття конденсацією із парової фази, який використовують для осадження покривного матеріалу згідно із цим "» винаходом.Brief description of Fig. - c Figures 1 and 2 show, respectively, a plan and a front view of an electron beam device for applying a coating by condensation from the vapor phase, which is used to deposit a coating material according to the present invention.
На Фіг.3, 4 та 5 зображено поперечні перерізи по лінії 3-3 Фіги 1 та пересувну платформу, яку 5 застосовують згідно із одним об'єктом винаходу. -І На Фіг.6 та 7 більш детально, відповідно, показано вид спереду та зверху поперечного перерізу переважних внутрішніх деталей покривної камери пристрою за Фіг.1 та 2. - На Фіг.8 ти 9 порівняно форми спрямовуючих отворів електронно-променевої пушки згідно із прототипом та (Се) даним винаходом.Figures 3, 4 and 5 show cross-sections along the line 3-3 of Figure 1 and a mobile platform, which 5 is used according to one object of the invention. - And Figures 6 and 7 show in more detail, respectively, a front and top cross-sectional view of the main internal parts of the covering chamber of the device according to Figures 1 and 2. - Figures 8 and 9 compare the shapes of the guide holes of the electron beam gun according to prototype and (Se) this invention.
На Фіг.10 показано поперечний переріз тиглю, в якому розміщується злиток покривного матеріалу, а о електронний промінь проектується на поверхні тигля та злиток згідно із переважним виконанням цього винаходу.Figure 10 shows a cross-section of a crucible in which an ingot of coating material is placed, and an electron beam is projected onto the surface of the crucible and the ingot according to the preferred embodiment of the present invention.
Кз На Фіг.11 зображено тигель Фіг.10 в плані та переважні форми електронного променю на тигель та злиток.Kz Fig. 11 shows the crucible of Fig. 10 in plan and the preferred forms of the electron beam on the crucible and the ingot.
На Фіг.12 зображено переважне розподілення інтенсивності форми електронного променя крізь поверхню злитка та тиглю, показаних на Фіг.10 та 11, відповідно.Figure 12 shows the predominant intensity distribution of the electron beam shape across the surface of the ingot and crucible shown in Figures 10 and 11, respectively.
На Фіг.13 зображено переважне поле індикації для спостереження за процессом усередині покривної камери пристрою, зображеного на Фіг.1 та 2.Figure 13 shows the preferred display field for monitoring the process inside the cover chamber of the device shown in Figures 1 and 2.
Ф, На Фіг.14 зображено пульт керування для моніторінгу та керування робочим процесом пристрою, показаного ко на Фіг.1 та 2.F, Fig. 14 shows a control panel for monitoring and controlling the working process of the device shown in Figs. 1 and 2.
Детальний опис винаходу во Пристрій 10 ЕПНПКПФ згідно із цим винаходом зображено в загальному вигляді на Фіг.1 та 2, а різні його деталі та відзнаки на Фіг.3-14. Пристрій 10 зокрема добре прилаштований для осадження керамічного теплоізоляційного покриття на металеву деталь, призначену для експлуатації в несприйнятному термальному середовищі. Відомі приклади таких деталей включають сопла та лопаті турбін високого та низького тиску, кожухи, деталі камери згоряння, агрегати форсажної камери газотурбінних двигунів. Незалежно від того, що 65 удосконалення, досягнуті цим винаходом, будуть надані описом процесу осадження керамічного покриття на такого роду деталі, цей винахід можна застосовувати також для різних покривних матеріалів та деталей, що покриваються ними.A detailed description of the invention in Device 10 EPNPKPF according to the present invention is depicted in a general form in Fig. 1 and 2, and its various details and features in Fig. 3-14. The device 10 is particularly well adapted for depositing a ceramic heat-insulating coating on a metal part intended for operation in an unacceptable thermal environment. Known examples of such parts include nozzles and blades of high and low pressure turbines, shrouds, combustion chamber parts, afterburner assemblies of gas turbine engines. Regardless of the 65 improvements achieved by this invention will be provided by the description of the process of depositing a ceramic coating on this kind of part, this invention can also be applied to various coating materials and parts covered by them.
З метою ілюстрації цього винаходу пристрій 10 ЕПНІКПФ, показаний на Фіг.1 та 2, що включає покривну камеру 12, пару камер попереднього нагрівання 14, та дві цари завантажувальних камер 16 та 18, розташованих так, що пристрій 10 має симетричну конфФіг.ацію. Передні завантажувальні камери 16 розташовані на одній лінії із їх відповідними камерами 14 попереднього нагрівання, із деталями 20, причому деталі 20, початково завантажені на грабельний механізм 22 в лівій камері 16, пересуваються в камеру 14 попереднього нагрівання та, як показано на Фігі 1, в покривну камеру 12. При симетричній конфФіг.ації пристрою 10, в той час як деталі 20, завантажені через передню ліву завантажувальну камеру 16, покриваються в покривній камері 12, /о друга партія деталей у передній правій камері 16 можуть попередньо нагріватись у правій камері попереднього нагрівання 14, третя партія деталей може завантажуватись у задню ліву завантажувальну камеру 18, а четверта партія деталей може бути вивантажена із правої задньої завантажувальної камери 18. Отже, чотири стадії процесу можна виконувати одночасно за допомогою пристрою 10 ЕПНПКПФ згідно з цим винаходом.For purposes of illustration of the present invention, the EPNICPF device 10 is shown in Fig. 1 and 2, which includes a coating chamber 12, a pair of preheating chambers 14, and two kings of loading chambers 16 and 18, located so that the device 10 has a symmetrical configuration. The front loading chambers 16 are in line with their respective preheating chambers 14, with parts 20, the parts 20 initially loaded on the rake mechanism 22 in the left chamber 16 moving into the preheating chamber 14 and, as shown in Figure 1, in coating chamber 12. In the symmetrical configuration of the device 10, while the parts 20 loaded through the front left loading chamber 16 are coated in the coating chamber 12, the second batch of parts in the front right chamber 16 can be preheated in the right chamber of the previous heating 14, a third batch of parts may be loaded into the rear left loading chamber 18, and a fourth batch of parts may be discharged from the rear right loading chamber 18. Therefore, four process stages can be performed simultaneously by the EPNPCPF device 10 of the present invention.
Згідно з переважним варіантом виконання цього винаходу завантажувальні камери 16 та 18 монтуються до 7/5 Низькопрофільних пересувних платформ 24 таким чином, щоб завантажувальні камери 16 та 18 можна було вибірково вирівняти в одну лінію із їх камерами 14 попереднього нагрівання. Наприклад, при розташуванні передньої лівої завантажувальної камери 16 на одній лінії із передньою лівою камерою 14 попереднього нагрівання, щоб дозволити вставити деталі 20 у покривну камеру 12, задня ліва завантажувальна камера 18 відсувається від лівої камери попереднього нагрівання 14 так, щоб деталі могли одночасно завантажуватись та 2о вивантажуватись із грабельного механізму 22 задньої завантажувальної камери 18. Крім того, кожна платформа 24 переважно має можливість пересуватись у позицію технічного обслуговування, в якій жодна із завантажувальних камер 16 та 18 не вирівнюватиметься в одну лінію із своєю камерою попереднього нагрівання 14 з метою створення доступу у середину завантажувальних камер 16 та 18 та камери 14 попереднього нагрівання для можливості їх очищення. Платформи 24 переважно підтримуються принаймні частково сч роликопідшипниками 44, вмонтованими в підлогу, хоча передбачено вживання і безлічь інших підшипників.According to a preferred embodiment of the present invention, the loading chambers 16 and 18 are mounted to 7/5 Low-profile mobile platforms 24 so that the loading chambers 16 and 18 can be selectively aligned with their preheating chambers 14. For example, when the front left loading chamber 16 is aligned with the front left preheating chamber 14 to allow parts 20 to be inserted into the coating chamber 12, the rear left loading chamber 18 is moved away from the left preheating chamber 14 so that the parts can simultaneously be loaded and 2 to be unloaded from the rake mechanism 22 of the rear loading chamber 18. Additionally, each platform 24 preferably has the ability to move to a maintenance position in which neither of the loading chambers 16 and 18 is aligned with its preheat chamber 14 to provide access in the middle of the loading chambers 16 and 18 and the preheating chamber 14 for the possibility of their cleaning. The platforms 24 are preferably supported at least partially by roller bearings 44 mounted in the floor, although a variety of other bearings can be used.
Кожна платформа 24 має низький профіль узвишшя (виступ над підлогою) не більше приблизно 2,5см із і) закругленим краєм (переважно 30 градусів від горизонталі), які разом практично виключають потенціал зчеплення оператора з краєм платформи 24. Стаціонарні об'єкти, навколо пристрою 10 переважно розташовують на відстані від країв платформ 24 для запобігання притискання оператора платформою під час с зо Зміни її положення. Як альтернативи до показаної конФіг.ації платформи, можна використовувати системи пересувних сегментів, які частково перекриваються або висуваються. Крім того, пересувні сегменти можуть с ковзати під зафіксованою підвищеною платформою, оточуючи комплект її деталей. На закінчення окремі камери Ге! попереднього нагрівання можна встановити для завантажувальних камер 16 та 18 таким чином, щоб ці обидві камери та їх камери попереднього нагрівання були оточені пересувною системою платформ. --Each platform 24 has a low profile elevation (projection above the floor) of no more than about 2.5cm with i) a rounded edge (preferably 30 degrees from horizontal) which together virtually eliminate the potential for operator contact with the edge of the platform 24. Stationary objects, around the device 10 is preferably located at a distance from the edges of the platforms 24 to prevent the operator from being pressed by the platform during the change of its position. As an alternative to the platform configuration shown, systems of movable segments that partially overlap or extend can be used. In addition, the movable segments can slide under the fixed raised platform, surrounding a set of its parts. In conclusion, separate cameras Ge! preheaters can be installed for loading chambers 16 and 18 so that these two chambers and their preheaters are surrounded by a movable system of platforms. --
Як показано на Фіг.3-5, частина покривної камери 12 також переважно має конФіг.ацію, принадну для ї- пересування відносно камери попереднього нагрівання 14 для того, щоб полегшити очищення середини камери 12 між покривальними кампаніями. Як видно на Фіг.3, покривна камера 12 знаходиться у своїй робочій позиції із полем 28 індикації, описаним більш детально нижче, вмонтованим в передню секцію камери 12. Як показано наAs shown in Figures 3-5, a portion of the coating chamber 12 is also preferably configured to be movable relative to the preheating chamber 14 to facilitate cleaning of the interior of the chamber 12 between coating campaigns. As seen in Fig. 3, the cover camera 12 is in its operating position with the display field 28, described in more detail below, mounted in the front section of the camera 12. As shown in Fig.
Фіг.4, передня секція покривної камери 12 (а також магазин 102 із злитками, зв'язаний із покривною камерою та « описаний нижче) відсунута від решти деталей цієї камери 12 для можливості проходження пересувної робочої з с платформи 50, яка показана повернутою в робочу позицію на Фіг.5. В цій позиції робоча платформа 50 легко . проходить у середину покривної камери 12. Показано, що платформа 50 з'єднана шарніром 52 з основою и?» покривної камери 12, хоча передбачено застосування інших прийнятних структур. Платформа 50 може мати конФіг.ацію, що відрізняється від показаної на Фіг.3-5,; включаючи шарнірну сегментну конструкцію, товчкові диски та іншу запобіжну арматуру. -І Покривна камера 12, завантажувальні камери 16 та 18 та камери попереднього нагрівання 14, з'єднуються із клапанами (не показані), що створюють вакуумне ущільнення між цими камерами. Для максимізації розміру та - кількості деталей 20, які можуть бути завантажені між камерами 12, 14, 16, 18, клапани переважно мають со мінімальний розмір приблизно 250мм, який значно більший, ніж попередньо прийнятий із практичних міркувань 5о кваліфікованими фахівцями в цій області. За рахунок того, що у покривних камерах 12, завантажувальних ю камерах 16 та 18 та камерах попереднього нагрівання 14 повинен створюватись різний рівень вакуумного таску4, the front section of the coating chamber 12 (as well as the ingot magazine 102 associated with the coating chamber and described below) is moved away from the rest of the parts of this chamber 12 to allow the passage of the mobile working platform 50, which is shown turned into the working position in Fig.5. In this position, the working platform 50 is easy. passes into the middle of the covering chamber 12. It is shown that the platform 50 is connected by a hinge 52 to the base and cover chamber 12, although the use of other acceptable structures is provided. The platform 50 may have a configuration different from that shown in Fig. 3-5; including articulated segmental construction, button discs and other safety fittings. -I Covering chamber 12, loading chambers 16 and 18 and preheating chambers 14 are connected to valves (not shown) that create a vacuum seal between these chambers. To maximize the size and number of parts 20 that can be loaded between the chambers 12, 14, 16, 18, the valves preferably have a minimum size of approximately 250mm, which is significantly larger than previously accepted for practical reasons by those skilled in the art. Due to the fact that in the coating chambers 12, loading chambers 16 and 18, and preheating chambers 14, a different level of vacuum pressure must be created
Із та в деяких випадках вони пересуваються одна відносно другої, як було пояснено вище, клапани повинні мати здатність до численних циклів при відносно високому тиску. Розроблені ущільнення, принадні для цієї мети, відомі з рівня техніки і тому не обговорюються детально в цьому описі.Since and in some cases they move relative to each other, as explained above, the valves must be capable of multiple cycles at relatively high pressures. Designed seals suitable for this purpose are known in the art and are therefore not discussed in detail in this description.
Посилаючись на Фіг.б та 7, покриття виконують в покривній камері 12 шляхом розплавлення та конденсації злитків 26 керамічного матеріалу електронними промінями 28, виробленими електронно-променевою пушкою 30Referring to Figures b and 7, coating is performed in the coating chamber 12 by melting and condensing ingots 26 of ceramic material with electron beams 28 produced by an electron beam gun 30
Ф) і зфокусованими на злитках 26. Інтенсивне нагрівання керамічного матеріалу електронними промінями 28 ка викликає плавлення поверхні кожного злитка 26, утворюючи розплавлений керамічний матеріал, молекули якого випаровуються, конденсуються та осаджуються на поверхнях деталей 20, виробляючи бажане керамічне бор покриття, товщина якого залежатиме від тривалості процесу покриття. Хоча на цих Фіг.ах показано два злитки, в межі цього винаходу входить використання одного або більше злитків та їх випаровування за будь-який визначений період часу.F) and focused on the ingots 26. Intense heating of the ceramic material by electron beams 28 ka causes the surface of each ingot 26 to melt, forming a molten ceramic material, the molecules of which evaporate, condense and deposit on the surfaces of the parts 20, producing the desired ceramic boron coating, the thickness of which will depend on duration of the coating process. Although two ingots are shown in these Figures, it is within the scope of the present invention to use one or more ingots and vaporize them over any given period of time.
Покривні камери ЕПНІКПФ звичайно мають здатність підтримувати рівень вакууму приблизно 0,001мбар (приблизно 1х103 Тор) або меньше. В прототипі до даного винаходу відкачується максимально 0,01Омбар, а 65 більш типово приблизно 0,005мбар, для створення вакууму в покривній камері протягом процессу покриття; таке обмеження спричинено тим, що більш високий тиск, як відомо, викликає аритмічну дію ЕП пушки 30 та робить проблематичним регулювання електронних променів, припускаючи, що в результаті покриття буде другого гатунку. Крім того, можна з впевненістю сказати, що термін дії нитки накалювання пушки буде знижений або пушка буде забруднена при її експлуатації із значеннями тиску в покривній камері вище 0,005мбар. Однак, згідно із патентною заявкою США Мо09/108,201 Кідпеу еї аі, що розглядається одночасно із даною, та передана тому ж самому уповноваженому агенту, як і цей винахід, покривна камера 12 переважно експлуатується при більш вищих значеннях тиску, при чому несподівано отримується керамічне покриття із покращеними відшаруванням та протиударною стійкістю, а також прискорюється осадження покриття за рахунок більш високої швидкості випаровування злитків, ніж в прототипі. 70 Механічним насосом 31 можна відкачати покривну камеру 12, завантажувальні камери 16 та 18 та камери попереднього нагрівання 14 на попередній вакуум. Криогенний насос 32 відомого типу в даній галузі показано наEPNIKPF cover chambers are typically capable of maintaining a vacuum level of approximately 0.001mbar (approximately 1x103 Torr) or less. In the prototype of this invention, a maximum of 0.01Ombar is pumped out, and 65 is more typically approximately 0.005mbar, to create a vacuum in the coating chamber during the coating process; this limitation is due to the fact that higher pressures are known to cause arrhythmic action of the EP gun 30 and make it problematic to adjust the electron beams, assuming that the resulting coating will be of the second grade. In addition, it is safe to say that the life of the gun filament will be reduced or the gun will be contaminated when it is operated with pressure values in the coating chamber above 0.005mbar. However, according to co-pending U.S. Patent Application Mo09/108,201 to Kidpeu et al., assigned to the same assignee as this invention, the coating chamber 12 is preferably operated at higher pressure values, thereby unexpectedly producing a ceramic coating with improved delamination and impact resistance, as well as accelerated coating deposition due to a higher ingot evaporation rate than in the prototype. 70 With a mechanical pump 31, the coating chamber 12, loading chambers 16 and 18, and preheating chambers 14 can be pumped to a preliminary vacuum. A cryogenic pump 32 of a known type in the field is shown in FIG
Фіг.1 та 2, який застосовується як допоміжний при вакуумуванні покривної камери 12 до процесу випаровування.Fig. 1 and 2, which is used as an aid in evacuating the coating chamber 12 to the evaporation process.
Крім того, на Фіг.1, 3, 4 та 5 показано дифузійний насос 34, відомий з рівня техніки, але модифікований дросельним клапаном 36 для регулювання робочого режиму насосу 34 згідно із цим винаходом. Більш детально, 15 дросельний клапан 36 активується між відкритою позицією (Фіг.3) та закритою позицією (Фіг.4 та 5), а також у проміжних позиціях. Переваги дросельного клапана 36 реалізуються, коли вакуум в покривній камері 12 підтримується на досить високому тиску, що застосовується згідно з цим винаходом. При необхідності максимальної продуктивності робочого режиму дифузійного насосу 34 для вакуумування покривної камери 12, дросельний клапан 36 відкрито, як показано на Фіг.3. Для технічного забезпечення робочого процесу покривну 2о камеру слід тримати при наміченому тиску (наприклад, 0,015мбар), настроюючи дросельний клапан 36 на пересування в попередньо визначену позицію дроселювання на деякій відстані від повністю закритої позиції, показаної на Фіг.4 та 5. Як показано на Фіг.1, окремі дифузійні насоси 38, подібно оснащені дросельними клапанами (не показані), переважно застосовуються для вакуумування камер попереднього нагрівання 14, знов по причині того, що бажано підтримувати відносно високий тиск для виконання покриття згідно з цим винаходом. с 25 Механічні насоси 31 переважно включають з'єднання з детектором витоку 33 для виявлення витоку вакууму із системи з використанням гелію або іншого газу, який можна безпечно вводити через витоки в камерах 12, 14, 16, (8) 18 або через з'єднане з ними обладнання.In addition, Figures 1, 3, 4 and 5 show a diffusion pump 34 known from the prior art, but modified with a throttle valve 36 to regulate the operation of the pump 34 according to the present invention. In more detail, the throttle valve 36 is activated between the open position (Figure 3) and the closed position (Figures 4 and 5), as well as in intermediate positions. The advantages of the throttle valve 36 are realized when the vacuum in the coating chamber 12 is maintained at a sufficiently high pressure, which is used in accordance with the present invention. If the maximum productivity of the operating mode of the diffusion pump 34 is necessary for vacuuming the coating chamber 12, the throttle valve 36 is opened, as shown in Fig.3. For technical support of the work process, the coating chamber 20 should be held at the intended pressure (for example, 0.015 mbar) by adjusting the throttle valve 36 to move to a predetermined throttle position some distance from the fully closed position shown in Fig. 4 and 5. As shown in Fig. 1, separate diffusion pumps 38, similarly equipped with throttle valves (not shown), are preferably used to evacuate the preheat chambers 14, again for the reason that it is desirable to maintain a relatively high pressure to perform the coating of the present invention. c 25 The mechanical pumps 31 preferably include a connection to a leak detector 33 to detect a vacuum leak from the system using helium or another gas that can be safely introduced through leaks in the chambers 12, 14, 16, (8) 18 or through a connected equipment with them.
Посилаючись знов на Фіг.1 та 2, завантажувальні камери 14 та 16 взагалі мають повздовжню форму та обладнані завантажувальними дверми 40, через які завантажують деталі на грабельний механізм 22. Крім того, с зо завантажувальні камери 16 та 18 обладнують прохідними дверями 42 до приводів (схематично показані на Фіг.1 позицією 46), які управляють функціонуванням грабельного механізму 22. Точніше деталі 20, які підтримуються с на граблях 22, переважно обертаються та /або качаються в покривній камері 12 для сприяння бажаному Ге! розподіленню покриття по деталям 20. Прохідні двері 42 дозволяють оператору пристрою 10 швидко відрегулювати або перенастроїти приводи 46 без втручання в робочий процес завантаження та вивантаження -- 35 деталей із завантажувальних камер 16 та 18. ї-Referring again to Fig. 1 and 2, the loading chambers 14 and 16 generally have a longitudinal shape and are equipped with a loading door 40 through which the parts are loaded onto the rake mechanism 22. In addition, the loading chambers 16 and 18 are equipped with through doors 42 to the drives ( schematically shown in Fig. 1 position 46), which control the operation of the rake mechanism 22. More specifically, the parts 20, which are supported by the rake 22, preferably rotate and/or swing in the cover chamber 12 to promote the desired Ge! the distribution of the coating on parts 20. The pass-through door 42 allows the operator of the device 10 to quickly adjust or reconfigure the drives 46 without interfering with the work process of loading and unloading -- 35 parts from the loading chambers 16 and 18.
Посилаючись знов на Фіг.б та 7 внутрішній простір покривної камери 12 слід описати більш детально. Для того, щоб вирішити вищезгадані проблеми стосовно керування електронними промінями 28 та захисту ЕП пушокReferring again to Figures b and 7, the interior of the cover chamber 12 should be described in more detail. In order to solve the above-mentioned problems regarding the control of electron beams 28 and the protection of EP guns
ЗО при більш високих значеннях тиску, застосованих в цьому винаході, в процесі покриття були виконані певні удосконалення ЕП пушок 30 та покривної камери 12. Як видно на Фіг.б, гази кисень та аргон вводять в покривну « 40 камеру через вхід 54, розташований біля тиглів 56, що підтримують злитки 26 в покривній камері 12 та з с утримують в розплавленому стані керамічний матеріал, вироблений за допомогою електронних променів 28.ZO at higher pressure values used in this invention, in the process of coating, certain improvements were made to EP fluff 30 and coating chamber 12. As can be seen in Fig.b, oxygen and argon gases are introduced into the coating chamber 40 through the entrance 54, located near crucibles 56, which support ingots 26 in the coating chamber 12 and with c keep the ceramic material produced with the help of electron beams 28 in a molten state.
Швидкості потоків кисню та аргону індивідуально регулюють на основі наміченого робочого тиску та визначеного ;» парціального тиску кисню. Для зниження випадків коливання тиску в покривній камері час регулювання циклічної реакції цих газів знижується шляхом фізичного розташування розподільчого клапана 58 для газів, який 45 безпосередньо з'єднується із входом 54 одразу на виході покривної камери 12, як показано на Фіг.1 та 6. -І Розташування розподільчих клапанів 58 так близько до покривної камери забезпечує несподіване значне покращення регулювання тиску, знижуючи коливання тиску в покривній камері 12 та знижуючи дислокації фокуса - та позиції електронних променів 28 на злитках 26.Oxygen and argon flow rates are individually regulated on the basis of the intended working pressure and the determined ;" partial pressure of oxygen. In order to reduce the occurrence of pressure fluctuations in the coating chamber, the time of adjustment of the cyclic reaction of these gases is reduced by the physical arrangement of the distribution valve 58 for gases, which 45 is directly connected to the inlet 54 immediately at the exit of the coating chamber 12, as shown in Fig. 1 and 6. - And placing the distribution valves 58 so close to the coating chamber provides an unexpected significant improvement in pressure control, reducing pressure fluctuations in the coating chamber 12 and reducing dislocations of the focus and position of the electron beams 28 on the ingots 26.
Ге) Для подальшого покращення фокуса та форми електронного променя ЕП пушки З0 відносно ізолюють від 5о підвищеного тиску покриття в покривній камері 12 за допомогою конденсаційної бленди 52, яка уловлює де більшість надлишкового керамічного пару, що не осадився на деталі 20. Бленді 52 надана форма згідно зGe) To further improve the focus and shape of the EP electron beam of the Z0 gun, the coating in the coating chamber 12 is relatively isolated from the 5o increased pressure with the help of a condensation shutter 52, which captures where most of the excess ceramic vapor that did not settle on the part 20. The shutter 52 is shaped according to with
Ге винаходом для визначення ділянки покриття деталей 20, в межах якої спеціально підтримується підвищений тиск, бажаний для виконання покриття. Для полегшення очищення пристрою між покривальними кампаніями бленда 52 переважно оснащена екранами 76 з можливістю її зняття та очищення за межами покривної камери дво 12. Переважно екрани 76 утримуються підпружиненими штифтами 78 замість нарізних кріплень для спрощення вилучення екранів 76, якщо вони були вкриті шаром покривного матеріалу наприкінці кампанії. Хоча взагалі це (Ф) ускладнює процес, конденсаційна бленда повністю виймається та замінюється іншою блендою 52. ка Оскільки бленда 52 оточує деталі 20, як видно на Фіг.б, потрібна апертура 62 для кожного електронного променя 28 крізь бленду 52. Для сприяння здатності утримувати більш високий тиск в межах конденсаційної во бленди, ніж в решта ділянках покривної камери 12, включаючи ділянки навколо ЕП пушок ЗО, апертури 62 переважно мають розміри, не більше необхідних для того, щоб пропустити електронні промені 28 крізь бленду 52. З цією метою апертури 62 переважно обрізають електронними променями в процесі настроювання пристроюIt is an invention to determine the coverage area of parts 20, within which the increased pressure desired for the coverage is specially maintained. To facilitate cleaning of the device between coating campaigns, the hood 52 is preferably equipped with screens 76 that can be removed and cleaned outside the coating chamber two 12. Preferably, the screens 76 are held by spring-loaded pins 78 instead of threaded fasteners to facilitate removal of the screens 76 if they have been covered with a layer of coating material at the end campaign Although generally this (F) complicates the process, the condensation hood is completely removed and replaced by another hood 52. Since the hood 52 surrounds the parts 20, as seen in Fig. b, an aperture 62 is required for each electron beam 28 through the hood 52. higher pressure within the condensing hood than in the remaining areas of the covering chamber 12, including the areas around the EP of the ZO beams, the apertures 62 preferably have dimensions that are no more than necessary to allow the electron beams 28 to pass through the hood 52. For this purpose, the apertures 62 mostly cut with electron beams in the process of setting up the device
ЕПНІКПФ так, щоб кожна апертура 62 мала площину поперечного перерізу приблизно рівну площині поперечному перерізу форми електронного променя при перетині бленди 52. 65 Для подальшої ізоляції ЕП пушок ЗО від підвищеного тиску в межах конденсаційної бленди 52, промені 28 проходять із їх відповідних пушок ЗО крізь камери 64, утворені між внутрішніми стінками покривної камери 12 та конденсаційною блендою 52. Переважно дифузійний насос 34 має вхід поблизу та пневматично з'єднаний із кожною камерою 64. Через мінімальний розмір апертур 62 підвищений тиск в межах конденсаційної бленди 52 ( досягнутий введенням кисню та аргону через вхід 54) поступає в камери 64 на значно зниженій швидкості для активізації дифузійного насосу 34 підтримувати тиск камер 64 нижче, ніж в межах конденсаційної бленди 52.EPNIKPF so that each aperture 62 has a cross-sectional plane approximately equal to the cross-sectional plane of the electron beam shape at the intersection of the shutter 52. 65 To further isolate the EP bundles ZO from the increased pressure within the condensing shutter 52, the beams 28 pass from their respective bundles ZO through the chambers 64 formed between the inner walls of the cover chamber 12 and the condensing hood 52. Preferably, the diffusion pump 34 has an inlet near and is pneumatically connected to each chamber 64. Due to the minimum size of the apertures 62, the increased pressure within the condensing hood 52 (achieved by introducing oxygen and argon through inlet 54) enters the chambers 64 at a significantly reduced speed to activate the diffusion pump 34 to maintain the pressure of the chambers 64 lower than within the condensing hood 52.
Фіг.6, 8 та 9 ілюструють додатковий захист ЕП пушок З0 згідно з цим винаходом. Як звичайно, ЕП пушки 30 оснащені вакуумним насосом 66, який підтримує значення тиску в межах пушок 30 на рівнях приблизно від 8Х10 5 до 8х10-"мбар, які значно нижчі ніж за межами пушок 30, тобто в межах покривної камери 12 ЕПНІПКПФ згідно з цим винаходом, а також межах покривних камер ЕПНІКПФ прототипу. Для підтримання таких низьких 70 тисків електронні промені 28 треба пропустити крізь циліндричні отвори 68 до виходу із пушок З0, як показано на Фіг.б. На Фіг.8 зображено звичайну конфігурацію таких отворів 168. Для можливості настройки умов фокусування променів, наданих позиціями фокусів А, В та С променів 28, показаних на Фіг.8, отвір 168 має відносно великий діаметр та довжину, наприклад приблизно ЗОмм та приблизно 120мм відповідно. Недоліком прототипу є зниження захисту тому, що такий великий отвір 168 змушує ЕП пушки 30 працювати в середовищі 75 підвищеного тиску пристрою 10 згідно із цим винаходом. Протягом досліджень, що ведуть до цього винаходу, перевірка показала, що удосконалене управління умовами процесу створює можливість ідентифікувати оптимальну позицію фокусу променя (точка О на Фіг.9) Потім була розроблена більш ефективна форма отвору 168 згідно з цим винаходом, показаного на Фіг.б та 9, яка, як показано на Фіг.9, має менший діаметр та довжину, ніж в прототипі отвір 168 на Фіг.8. Переважний діаметр та довжина отвору 168 припускається приблизно 15 та 50мм, відповідно, хоча оптимальні значення цих розмірів можуть змінюватись в залежності від значень тиску та фокусу, струму відхилень соленоїда та загальної геометрії.Fig. 6, 8 and 9 illustrate additional protection of the EP of Z0 fluff according to the present invention. As usual, the EP guns 30 are equipped with a vacuum pump 66, which maintains the pressure value within the guns 30 at levels of approximately 8X10 5 to 8x10-"mbar, which are significantly lower than outside the guns 30, that is, within the coating chamber 12 of the EPNIPCPF according to this invention, as well as within the limits of the EPNIKPF coating chambers of the prototype. In order to maintain such low 70 pressures, the electron beams 28 must be passed through cylindrical holes 68 before exiting the guns Z0, as shown in Fig. b. A typical configuration of such holes 168 is shown in Fig. 8. ability to adjust the beam focusing conditions provided by the beam focus positions A, B and C 28 shown in Figure 8, the hole 168 has a relatively large diameter and length, for example approximately 3mm and approximately 120mm respectively. hole 168 causes the EP gun 30 to operate in the high pressure environment 75 of the device 10 of the present invention. This control of the process conditions makes it possible to identify the optimal position of the beam focus (point O in Fig. 9) A more efficient shape of the hole 168 according to the present invention, shown in Fig. b and 9, was then developed, which, as shown in Fig. 9, has smaller diameter and length than in the prototype hole 168 in Fig.8. A preferred diameter and length of orifice 168 is assumed to be approximately 15 and 50 mm, respectively, although the optimum values for these dimensions may vary depending on pressure and focus values, solenoid bias current, and overall geometry.
Як зазначено вище, конденсаційна бленда 52 розташована навколо деталей 20 для мінімізації осадження керамічного матеріалу на внутрішні стінки покривної камери 12. Крім того, згідно із цим винаходом конденсаційна бленда 52 має визначену конфігурацію для регулювання нагрівання деталей 20, що необхідно с гр; для підтримки відповідної температури деталі протягом покривальної кампанії. Точніше бленда 52 оснащена пересувною відбивальною пластиною 72, яка випромінює тепло, емітоване расплавленими поверхнями злитків о 26, зворотньо на деталі 20. На початку першої кампанії, протягом якого температура покривної камери 12 відносно низька, відбивальна пластина 72 розташовується поряд з деталями 20 із активатором 74 для максимізації нагрівання деталей 20. По мірі підвищення температури в межах покривної камери 12 протягом Ге наступного циклу відбивальна пластина 72 відсувається від деталей 20 (як показано в напіврозтині на Фіг.б) для зниження кількості випромінюваного тепла, відбиваючи його зворотньо на деталі 20. Таким же способом с деталі 20 можна більш легко піддавати відповідній температурі для нанесення покриття (наприклад приблизно Ге) 925"С) на початку кампанії, в той час як досягнення максимально допустимої температури покриття (наприклад, приблизно 11407) затримується для розтягнення до максимуму тривалості кампанії. Крім того, бленда 52 та -- відбивальна пластина 72 сприяють створенню більш рівномірної та стійкої температури покриття, і таким чином - бажаної стовбурної гранульованої структури керамічного покриття на деталях 20. Для підтримання бажаного відносно високого тиску в межах конденсаційної бленди 52 в той час, коли відбивальна пластина 72 знаходиться в піднятій позиції, показано, що водоохолоджувальний бандаж 75, оточуючий відбивальну пластину 72, « послаблює потік газу між конденсаційною блендою 52 та пластиною 72 та цим знижує втрати тиску між блендою 52 та пластиною 72. - с Показані на Фіг.7 маніпулятори 77, що простягаються в покривну камеру 12 крізь пропускний отвір в стіні ц камери, через кулькове шарнірне з'єднання. Маніпулятори 77 використовують для допоміжного регулювання "» нагріванням деталей 20, пересуваючи керамічні або вкриті керамічним матеріалом рефлектори 80 (показані як гранульований матеріал на Фіг.10) в напрямку тиглів 56 або від них протягом покривальної кампанії. Точніше, завдяки їх близькому розташуванню до тиглів рефлектори 80 знаходяться в умовах дуже високої температури -І протягом процесу покриття і тому випромінюють тепло наверх в напрямку деталей 20. Кількість тепла, з випромінена рефлекторами 80, взагалі максимальна при найбільш близькому розташуванні їх до тиглів 56 і може бути знижена відсуванням рефлекторів 80 від тиглів 56. Рефлектори 80 переважно підтримуються на (Се) рідинно-охолоджувальній пластині 81, яка не випромінює помітного тепла на деталі 20. В результаті рефлектори 80 можна використовувати в з'єднанні із відбивальною пластиною 72 для регулювання температури деталей 20, о які покриваються в покривній камері протягом наступної кампанії. На початку циклу рефлектори 80 початковоAs indicated above, the condensation hood 52 is located around the parts 20 to minimize the deposition of ceramic material on the inner walls of the coating chamber 12. In addition, according to the present invention, the condensation hood 52 has a defined configuration to regulate the heating of the parts 20, which is necessary c gr; to maintain the appropriate temperature of the part during the coating campaign. More precisely, the hood 52 is equipped with a movable reflector plate 72, which radiates the heat emitted by the molten surfaces of the ingots 26 back onto the parts 20. At the beginning of the first campaign, during which the temperature of the coating chamber 12 is relatively low, the reflector plate 72 is located next to the parts 20 with the activator 74 to maximize the heating of the parts 20. As the temperature rises within the coating chamber 12 during the next cycle, the reflective plate 72 moves away from the parts 20 (as shown in half-section in Fig. b) to reduce the amount of radiated heat, reflecting it back to the parts 20. Thus in the same way, part 20 can be more easily brought to the appropriate coating temperature (e.g. approximately 925°C) at the start of the campaign, while reaching the maximum allowable coating temperature (e.g. approximately 11407) is delayed to stretch to the maximum duration of the campaign. In addition, the hood 52 and the reflective plate 7 2 contribute to a more uniform and consistent coating temperature, and thus the desired stem-like granular structure of the ceramic coating on the parts 20. To maintain the desired relatively high pressure within the condensing hood 52 while the reflector plate 72 is in the raised position, it is shown that that the water-cooling bandage 75 surrounding the reflective plate 72 "weakens the flow of gas between the condensing hood 52 and the plate 72 and thus reduces the pressure loss between the hood 52 and the plate 72. Fig. 7 shows the manipulators 77 extending into the cover chamber 12 through passage hole in the wall of the chamber, through a ball-and-socket joint. The manipulators 77 are used to help control the heating of the parts 20 by moving the ceramic or ceramic-coated reflectors 80 (shown as granular material in FIG. 10) toward or away from the crucibles 56 during the coating campaign. More specifically, due to their proximity to the crucibles, the reflectors 80 are in conditions of very high temperature -I during the coating process and therefore radiate heat upwards in the direction of the parts 20. The amount of heat emitted by the reflectors 80 is generally maximum when they are located closest to the crucibles 56 and can be reduced by moving the reflectors 80 away from the crucibles 56 The reflectors 80 are preferably supported on a (Ce) liquid cooling plate 81, which does not radiate appreciable heat to the part 20. As a result, the reflectors 80 can be used in conjunction with the reflector plate 72 to regulate the temperature of the parts 20 being coated in the coating chamber. during the next campaign At the beginning of the reflexo cycle ry 80 initially
Кк» розташовуються біля тиглів 56 для максимізації нагрівання деталей 20, а пізніше відсуваються маніпуляторами від тиглів 56 для зниження кількості випроміненого тепла.Kk" are located near the crucibles 56 to maximize the heating of the parts 20, and later are pushed away by manipulators from the crucibles 56 to reduce the amount of radiated heat.
Для витримки умов середовища покривної камери частини маніпуляторів 77 в межах покривної камери 12 переважно виконуються із жароміцного сплаву, наприклад, сплаву с нікелевою основою, наприклад, Х-15.To withstand the conditions of the coating chamber environment, parts of the manipulators 77 within the coating chamber 12 are preferably made of a heat-resistant alloy, for example, an alloy with a nickel base, for example, X-15.
Замість гранульованого матеріала, рефлектори 80 можуть бути практично будь-якої форми та будь-якої і) конфігурації. Наприклад, можна використати одну або більше пластин, вкритих відбивальним матеріалом. Для ко зручності рефлектори 80 можуть бути відносно великими деталями , відрізаними від злитків із матеріалу, подібного до того, що наносять, хоча очевидно, що можна застосовувати і інші керамічні матеріали. 60 Як вказано вище, злитки 26 керамічного матеріалу підтримуються в межах покривної камери тиглями 56, що утримують керамічний матеріал в розплавленому стані, який створено електронними променями 28. Один із тиглів 56 показано більш детально на Фіг.10, де він має форму із трьох частин. Верхній елемент 82 із ссошеною верхньою поверхнею 84 збирається із нижнім елементом 86, утворюючи між собою охолоджувальний канал 88, крізь який проходить вода або інший принадний охолоджувач для підтримки температури тигля 56 нижче 65 температури плавлення матеріалу, з якого він виготовлений. Обмежувальна пластина 90 також показана наInstead of granular material, the reflectors 80 can be of almost any shape and any i) configuration. For example, one or more plates covered with reflective material can be used. For convenience, the reflectors 80 may be relatively large pieces cut from ingots of a material similar to that being deposited, although obviously other ceramic materials may be used. 60 As indicated above, ingots 26 of ceramic material are supported within the coating chamber by crucibles 56 that hold the ceramic material in a molten state created by electron beams 28. One of the crucibles 56 is shown in more detail in Fig. 10, where it has a three-part shape . The upper member 82 with a suctioned upper surface 84 is assembled with the lower member 86, forming a cooling channel 88 between them, through which water or other coolant passes to maintain the temperature of the crucible 56 below 65 the melting point of the material of which it is made. A limiter plate 90 is also shown in FIG
Фіг.10, товщина якої вибирається для зміни, наприклад, зниження площини поперечного перерізу пропускного каналу 88 між входом 92 охолоджувача та виходом 94. Із міркувань теплопровідності переважним матеріалом тигля може бути мідь або мідний сплав, що створює необхідність того, щоб швидкість проходження охолоджувача крізь пропускний канал 88 була достатньою для підтримання температури стінки тигля 96, найближчої до розплавленої частини злитку 26, значно нижчою, ніж температура розплавленого керамічного матеріалу. Як очевидно з Фіг.10 та з наступного опису, посилаючись на Фіг.11 та 12, електронний промінь 28 переважно проектується на скошену поверхню 84 а також на злиток 26. Отже, для адекватного охолодження зовнішньої поверхні верхньої деталі 82 товщина стінки 96 повинна бути мінімальною для сприяння проходження тепла, не впливаючи негативно на механічну міцність тиглю 56. Багатоелементна конфігурація тиглю згідно з цим /о винаходом спрощує виготовлення його оптимальної форми для створення охолоджувального пропускного каналу 88, а також для можливості виготовлення стінки 96 з допустимою непроникністю (щільністю). В той час як оптимальна форма залежить від багатьох факторів, переважна швидкість охолоджувального потоку коливається в межах приблизно від п'яти до пятидесяти галонів в хвилину (приблизно від двадцяти двох до двохсот літрів за хвилину), при використанні потоку води при тиску приблизно від двох до шести атмосфер крізь пропускний канал 75 88, площина поперечного перерізу якого становить приблизно 400мм 2, та максимальна товщина стінки, що примикає до поверхні 84, приблизно дорівнює 1Омм, а що примикає до злитків 26-7мм. На Фіг.11 та 12 показано переважну форму електронних променів 28, спрямованих на злитки 26 для утворення розплавленого керамічного матеріалу. Як видно із Фіг.10 та 11 промінь 28 додатково проектується на ту частину поверхні 84 тиглю, що одразу оточує весь злиток 26, периметром променя на поверхню 84 тиглю. Переважне розподілення потужності 98 електронного променя 28 показано на Фіг.12, яке має піки поблизу місць з'єднання злитку із тиглем та спади або відсутність потужності променю, спрямованого в центр злитку 26. Згідно із цим винаходом, перевага відведення такої високої інтенсивності променю від центру утворення розплавленого керамічного матеріалу полягає в зниженні тенденції розпліскування, яке взагалі наступає, коли краплі розплавленої кераміки виштовхуються із даного утворення протягом нагрівання. Таке розпліскування пов'язане із Га неправильним виконанням процесу покриття деталей 20, якого слід уникати. Проектування променя 28 на тигель 56 служить для зниження шару керамічного матеріалу, що міг би в разі такого виконання зібратись на тиглі 56 і9) через розпліскування, і для забезпечення більш рівномірного розподілення температури по площині розплавленого керамічного матеріалу, як визначено інфрачервоним відображенням. При використанні 57 як матеріалу для злитків, принадні піки інтенсивності променя, показані на Фіг.12, мають значення порядку Ге приблизно 0,їкКВт/мм у порівнянні із максимальним рівнем приблизно О0,01кКВт/мм в центрі утворення розплавленого керамічного матеріалу. с10, the thickness of which is selected to change, for example, the reduction of the cross-sectional plane of the passage 88 between the inlet 92 of the cooler and the outlet 94. For reasons of thermal conductivity, the preferred material of the crucible may be copper or a copper alloy, which makes it necessary that the rate of passage of the cooler through passage 88 was sufficient to maintain the temperature of the wall of the crucible 96, closest to the molten portion of the ingot 26, significantly lower than the temperature of the molten ceramic material. As is evident from Fig. 10 and from the following description, referring to Figs. 11 and 12, the electron beam 28 is preferably projected onto the beveled surface 84 and also onto the ingot 26. Therefore, for adequate cooling of the outer surface of the upper part 82, the thickness of the wall 96 must be minimal to facilitate the passage of heat without adversely affecting the mechanical strength of the crucible 56. The multi-element configuration of the crucible according to the present invention simplifies the manufacture of its optimal shape for the creation of the cooling passage 88, as well as for the possibility of manufacturing the wall 96 with an acceptable impermeability (tightness). While the optimum shape depends on many factors, the preferred cooling flow rate ranges from about five to fifty gallons per minute (about twenty-two to two hundred liters per minute), using water flow at pressures of about two to of six atmospheres through the passage channel 75 88, the cross-sectional area of which is approximately 400 mm 2 , and the maximum wall thickness adjacent to the surface 84 is approximately 1 Ω, and adjacent to the ingots 26-7 mm. Figures 11 and 12 show the preferred form of electron beams 28 directed at ingots 26 to form molten ceramic material. As can be seen from Fig. 10 and 11, the beam 28 is additionally projected onto that part of the surface 84 of the crucible that immediately surrounds the entire ingot 26, the perimeter of the beam onto the surface 84 of the crucible. A preferred power distribution 98 of the electron beam 28 is shown in Fig. 12, which has peaks near the junctions of the ingot and the crucible and dips or no power of the beam directed towards the center of the ingot 26. According to the present invention, the advantage of directing such a high intensity beam away from the center formation of a molten ceramic material is to reduce the tendency of spalling, which generally occurs when droplets of molten ceramic are pushed out of a given formation during heating. Such spattering is due to improper execution of the coating process of the parts 20, which should be avoided. The projection of the beam 28 onto the crucible 56 serves to reduce the layer of ceramic material that could otherwise collect on the crucible 56 and 9) due to splashing, and to provide a more uniform temperature distribution across the plane of the molten ceramic material as determined by infrared reflection. When using 57 as the material for the ingots, the peak beam intensity shown in Fig. 12 has a value of the order of Ge of about 0.1kkW/mm compared to a maximum level of about 0.01kkW/mm at the center of the formation of the molten ceramic material. with
Крім того, на Фіг.10 показано, що електронний промінь 28 падає на поверхню злитку 26 під непрямим кутом Ф) так, щоб встановити відносно його ЕП пушки ЗО проксимальну точку перехрестя 100 та розташовану протилежно периферичну точку перехрестя 101 із тиглем 56 по периметру форми променя. Як показано на Фіг.11, переважна -- інтенсивність форми променя на злиток 26 та тигель 56 злегка зменшується, переважно від 3095 до 7090 відносно /-|яж решти периметру форми променю, в місцях на тиглі 56, відповідних проксимальній та периферичній точок 100 та 101 перехрестя. Метою зниження інтенсивності форми променя в проксимальній точці перехрестя 100 є зниження ерозії тиглів 56 від променя 28, тоді як показано, що зниження інтенсивності променя в дистальній « точці перехрестя 101 знижує висоту хвиль від променів 26, спрямованих на утворення з розплавленим 70 керамічним матеріалом для уникнення перетікання розплавленого керамічного матеріалу через край тиглю 56. - с Іншою переважною відзнакою управління електронним променем 28 згідно з цим винаходом є здатність ц тимчасового переривання форми променя на поверхні тиглів 56 окремою формою високоіїнтенсивного променю и"? 97, призначеного для досягнення більш високої швидкості випаровування з невеликої ділянки, щоб випарити будь-яку кількість керамічного матеріалу, що може осаджуватися на тигель 56 в результаті розпліскування. ЦяIn addition, Fig. 10 shows that the electron beam 28 falls on the surface of the ingot 26 at an indirect angle Ф) so as to establish a proximal point of intersection 100 and an oppositely located peripheral point of intersection 101 with the crucible 56 along the perimeter of the beam shape relative to its EP gun ZO . As shown in Fig. 11, the intensity of the beam shape on the ingot 26 and the crucible 56 decreases slightly, preferably from 3095 to 7090 relative to the rest of the perimeter of the beam shape, at the locations on the crucible 56 corresponding to the proximal and peripheral points 100 and 101 intersection. The purpose of reducing the intensity of the beam at the proximal intersection point 100 is to reduce erosion of the crucibles 56 from the beam 28, while reducing the intensity of the beam at the distal intersection point 101 is shown to reduce the wave height from the beams 26 directed to form with the molten ceramic material 70 to avoid the flow of molten ceramic material over the edge of the crucible 56. Another advantage of controlling the electron beam 28 according to this invention is the ability to temporarily interrupt the beam shape on the surface of the crucibles 56 with a separate form of high-intensity beam 97, designed to achieve a higher rate of evaporation from a small area to evaporate any amount of ceramic material that may be deposited on the crucible 56 by splashing.
Відзнака даного винаходу може бути реалізована при виконанні покриття з мінімальним або без негативного -І впливу на процес його нанесення. В переважному виконанні, коли оператор починає виконувати відхилення окремої форми 97 для випаровування накопиченого шару кераміки на тиглі 56, форма 97 спочатку автоматично - переміщується у нову позицію, із якої цю форму 97 можна механічно пересувати під наглядом оператора в (Се) напрямку накопичення. Автоматично повертаючи форму 97 у нову позицію, вірогідність помилок, що можуть призвести до пошкодження тиглю знижується. Альтернативно позицію форми 97 можна перепрограмувати таким ді чином, щоб оператор міг увійти в місце на тиглі 56, на яке треба спроектувати промінь 97. НакопиченняThe feature of this invention can be realized when performing a coating with minimal or no negative impact on the process of its application. In a preferred embodiment, when the operator begins to deflect the individual mold 97 to evaporate the accumulated ceramic layer on the crucible 56, the mold 97 is first automatically - moved to a new position from which the mold 97 can be mechanically moved under the supervision of the operator in the (Se) direction of accumulation. By automatically returning the Form 97 to a new position, the probability of errors that could lead to damage to the crucible is reduced. Alternatively, the position of the mold 97 can be reprogrammed so that the operator can enter the location on the crucible 56 onto which the beam 97 is to be projected. Accumulation
Кз керамічного матеріалу на тиглі 56, яке важко вилучається формою 97, можна вилучити маніпулятором 77, як показано на Фіг.7.Because of the ceramic material on the crucible 56, which is difficult to remove by the mold 97, it can be removed by the manipulator 77, as shown in Fig.7.
Магазини 102, що вміщують в собі та подають злитки 26 через основу покривної камери 12 та в тиглі 56,Magazines 102, which contain and feed ingots 26 through the base of the coating chamber 12 and into the crucible 56,
Можна побачити на Фіг.1-7. Як чітко показано на Фіг.2, б та 7 кожний магазин 102 має ряд циліндричних каналів 104, в яких утримуються злитки 26. Магазини 102 обертаються до відмічених позицій злитків 26, що співпадаютьIt can be seen in Fig. 1-7. As clearly shown in Figures 2, b and 7, each magazine 102 has a series of cylindrical channels 104 in which the ingots 26 are held. The magazines 102 rotate to the marked positions of the ingots 26, which coincide
Ф, з позиціями тиглів 56. Крім того, магазини 102 можуть пересуватись в прямолінойно-зворотньому напрямку один ко до/від одного (тобто, убік відносно стінок покривної камери 12) для виконання регулювань відокремлення тиглів та оптимізації цим зони покриття, над якою відхилення товщини покриття знаходяться в допустимих межах. бо Механізми подачі, який використовують для захвату та подачі злитків 26 у тиглі 56, взагалі включають рукоятки захвату 60, кожна з яких розташована під кутом до горизонталі та прилаштована для тримання випарювального злитка 26 у визначеному місці при наміченому обертанні магазину 102. Верхній кінець кожної рукоятки 60 зачіпляє випарювальний злиток 26 у верхньому напрямку підйомним пристроєм 61, не дозволяючи рукоятці захвату 6бО ковзати вниз в напрямку горизонтальної позиції, що, як визначено, спричиняє заклинювання 65 механізму подачі. Згідно з даним винаходом кожний магазин 102 послідовно вирівнює наступний злиток 26 з нижнім кінцем злитку 26, що випаровувається, в межах тиглю 56, а підйомний пристрій 61 подає наступний злиток 26 в покривну камеру 12 ззаду злитка 26, що випаровувається, без або з мінімальним перериванням осадження керамічного матеріалу на деталі 20.Ф, with crucible positions 56. In addition, the magazines 102 can move in a rectilinear direction to/from each other (ie, sideways relative to the walls of the coating chamber 12) to make adjustments to the separation of the crucibles and thereby optimize the coating area over which the thickness deviation coatings are within acceptable limits. for the feed mechanisms used to grip and feed the ingots 26 into the crucible 56 generally include gripper arms 60, each of which is angled to the horizontal and adapted to hold the vaporizing ingot 26 in a designated location upon intended rotation of the magazine 102. The upper end of each arm 60 engages the vaporizing ingot 26 in an upward direction with the lifting device 61, preventing the gripper handle 6bO from sliding down in the direction of the horizontal position, which is determined to cause jamming 65 of the feed mechanism. In accordance with the present invention, each magazine 102 sequentially aligns the next ingot 26 with the lower end of the vaporizing ingot 26 within the crucible 56 and the lifting device 61 feeds the next ingot 26 into the coating chamber 12 behind the vaporizing ingot 26 with little or no interruption deposition of ceramic material on parts 20.
Поле індикації 48, яке було згадано при посиланні на Фіг.3-5, показано більш детально на Фіг.13. Поле індикації має таку конфігурацію, яка дозволяє оператору пристрою 10 слідкувати за процесом покриття, включаючи деталі для покриття, за утвореннями з розплавленим керамічним матеріалом, рефлекторами 80 навколо тиглів 56 та маніпуляторами 77 для пересування рефлекторів 80. Як показано, поле індикації 48 взагалі є огорожею, що включає пластину 106 з рідинно-охолоджувальною апертурою та при необхідності з вікном 108 із сапфіру для витримування високих температур (грубо 800" та більше) поблизу процесу покриття. Показано, що 70 захисний газ спрямовано на апертурну пластину 106 крізь прохідний канал 110 для мінімізації осадження покриття на вікно 108 або обладнання за апертурною пластиною 106. В межах поля індикації 48, обертовий стробоскопічний барабан 112 служить для мінімізації дії випромінювального тепла, світла та іншого опромінення із покривної камери 12 на оглядове вікно 114. Згідно із відомою практикою стінка барабану 112 має отвори 116The indication field 48, which was mentioned with reference to Fig. 3-5, is shown in more detail in Fig. 13. The display field is configured to allow the operator of the device 10 to monitor the coating process, including the parts to be coated, the formations of molten ceramic material, the reflectors 80 around the crucibles 56, and the manipulators 77 for moving the reflectors 80. As shown, the display field 48 is generally a fence. , which includes a liquid-cooled aperture plate 106 and optionally a sapphire window 108 to withstand high temperatures (roughly 800" and above) near the coating process. Shielding gas 70 is shown to be directed to aperture plate 106 through passageway 110 to minimize depositing a coating on the window 108 or equipment behind the aperture plate 106. Within the display field 48, the rotating stroboscopic drum 112 serves to minimize the effect of radiant heat, light and other radiation from the coating chamber 12 on the viewing window 114. According to known practice, the wall of the drum 112 has holes 116
Її барабан обертається із високою швидкістю для уникнення мелькання перед очами оператора. Вікно 114 /5 переважно зроблено із багатогранного кварцового скла, свинцевого скла та/або кольорового скла. Кварцове скло забезпечує фізичну міцність, свинцеве скло - захист від рентгенівських променів та кольорове скло використовують для зниження інтенсивності світла. Крім того, поле індикації 48 включає ущільнення магнітними частками, яке забезпечує високотемпературне вакуумне ущільнення для стробоскопічного барабану. Іншою переважною відзнакою є те, що поле індикації забезпечує стереоскопічний огляд внутрішнього простору 2о покривної камери 12, який можуть виконувати один або більше операторів одночасно, зберігаючи глибину сприйняття.Its drum rotates at high speed to avoid flickering in front of the operator's eyes. Window 114 /5 is mainly made of multifaceted quartz glass, lead glass and/or colored glass. Quartz glass provides physical strength, lead glass - protection against X-rays, and colored glass is used to reduce light intensity. In addition, the indication field 48 includes a magnetic particle seal that provides a high temperature vacuum seal for the stroboscopic drum. Another preferred feature is that the display field provides a stereoscopic view of the interior space 20 of the cover chamber 12, which can be performed by one or more operators simultaneously while maintaining depth perception.
На Фіг.14 показано переважний пульт 118 керування для керування та моніторингу пристрою ЕПНІПКПФ згідно з цим винаходом. Показано, що пульт 118 керування відображає схематику пристрою 10 та його деталей, включаючи вказівники 120 для окремих деталей (наприклад, покривна камера 12). Крім того, показані візуальні сч ов індикатори 122, розташовані суміжно із індикатором 120 для індикації робочого стану компонентів, та вимикачі 124 для зміни дії відповідних компонентів. Навколо пульта розташовані контрольно - вимірювальні прилади для (8) підрахування Параметрів процесу, наприклад, тиску. Використовуючи пульт 118 керування, інформація про робочий стан пристрою ЕПНІКПФ може бути негайно та точно занотована і дозволить оператору внести необхідні поправки в пристрій 10 та в процес покриття. с зо В робочому режимі пристрій 10 згідно з цим винаходом може мати початковий Вигляд, як показано на Фіг.1 та 2. Як обговорювалось вище, деталі 20, що призначені для покриття, завантажують на грабельний механізм 22 в с завантажувальних камерах 16 та 18. Деталі 20 можуть бути виготовлені із будь-якого принадного матеріалу, Ге! наприклад, із жароміцних сплавів на основі нікелю або кобальту, якщо деталі 20 - це лопаті газотурбінних двигунів. У випадку лопатей газотурбінних двигунів перед покриттям за допомогою пристрою 10 на поверхні -- з5 деталей звичайно наносять зв'язувальне покриття типу грунтовки відомого складу, як було описано раніше. Крім В. того, для нанесення керамічного покриття ТІП поверхню зв'язувального покриття переважно шліфують піскоструминним апаратом для її очищення та виробляють оптимальну поверхню, необхідну для нанесення стовбурних керамічних покриттів ЕПНІКПФ. Крім того, до нанесення керамічного покриття на зв'язувальне покриття слід утворити окалину глинозему при підвищеній температурі для сприяння адгезії покриття. Окалина « глинозему, яку часто відносять до термально зростаючих окисів або ТО, утворюють шляхом окислення в с зв'язувального покриття з вмістом алюмінію, піддаючи або підвищеним температурам до або протягом нанесення керамічного матеріалу, або тепловій обробці за спеціальною методикою. Згідно з цим винаходом ;» деталі 20 переважно попередньо нагрівають до температури 11002 в атмосфері аргону. У разі невиконання попереднього нагрівання деталей 20 камера попереднього нагрівання 14 переважно тримає температуру 6002 для мінімізації температурного діапазону, якому камера 14 піддається під час покривальної кампанії. -І Після попереднього нагрівання в камері попереднього нагрівання 14 грабельний механізм 22 входять далі в -3з покривну камеру 12. Як було сказано вище, пристрій 10 згідно з цим винаходом має особливу конфігурацію для нанесення керамічного покриття в умовах підвищеного тиску за визначенням Кідпеу еї а). До початку процесу се покриття переважно виконують швидку перевірку вакууму для обстеження рівня відкачування та тиску, створеного в середині кожної з камер: покривної 12, завантажувальних 14 та 16 та попереднього покриття 18 о протягом встановленого періоду часу. Виконання такої перевірки служить для визначення вакуумної цілісностіFig. 14 shows a preferred control panel 118 for controlling and monitoring the EPNIPCPF device according to the present invention. The control panel 118 is shown to display a schematic of the device 10 and its parts, including pointers 120 for individual parts (eg, cover chamber 12). In addition, visual status indicators 122 are shown, located adjacent to the indicator 120 for indicating the operating status of the components, and switches 124 for changing the action of the corresponding components. Control and measuring devices for (8) calculation of process parameters, for example, pressure, are located around the console. Using the control panel 118, information about the operational status of the EPNICPF device can be immediately and accurately noted and will allow the operator to make the necessary corrections to the device 10 and the coating process. In operation, the device 10 according to the present invention may have an initial appearance as shown in Figures 1 and 2. As discussed above, the parts 20 intended for coating are loaded onto the rake mechanism 22 in the loading chambers 16 and 18. Parts 20 can be made from any charm material, Gee! for example, from heat-resistant alloys based on nickel or cobalt, if parts 20 are blades of gas turbine engines. In the case of blades of gas turbine engines, before coating with the help of the device 10, on the surface - of 5 parts, a binding coating of the type of primer of a known composition is usually applied, as described earlier. In addition, for the application of the TIP ceramic coating, the surface of the binding coating is preferably polished with a sandblasting machine to clean it and produce the optimal surface necessary for the application of EPNIKPF trunk ceramic coatings. In addition, before applying the ceramic coating to the binder coating, an alumina scale should be formed at an elevated temperature to promote adhesion of the coating. Alumina slag, which is often referred to as thermally growing oxides or TO, is formed by oxidation of a binder coating with aluminum content, subjecting either to elevated temperatures before or during the application of ceramic material, or to heat treatment using a special technique. According to this invention;" parts 20 are preferably preheated to a temperature of 11002 in an argon atmosphere. If parts 20 are not preheated, the preheating chamber 14 preferably maintains a temperature of 6002 to minimize the temperature range to which the chamber 14 is exposed during the coating campaign. After preheating in the preheating chamber 14, the raking mechanism 22 enters further into the coating chamber 12. As mentioned above, the device 10 according to the present invention has a special configuration for applying a ceramic coating under conditions of increased pressure according to Kidpeu's definition of a) . Prior to the start of the coating process, a quick vacuum check is preferably performed to examine the level of pumping and the pressure created in the middle of each of the chambers: coating chamber 12, loading chambers 14 and 16, and pre-coating chamber 18 over a set period of time. Performing such a test serves to determine vacuum integrity
ІЗ пристрою, яку виконували в процесі ЕПНІПКПФ шляхом проведення тесту окислення на дослідній установці, як зазначено в прототипі. Камери 12, 14, 16 та 18 вакуумували механічними насосами 31 від атмосферним тиском та потім включали повітродувку при падінні тиску приблизно до 20мбар. Криогенний насос 32 переважно включають, коли тиск досягає приблизно 5х10 "мбар. Після цього включають дифузійні насоси 32 та 34 для о камер покриття 12 та попереднього нагрівання 14, коли тиск досягає приблизно 5х10 "мбар. Значення робочого тиску в завантажувальних камерах 14 та 16 та камері попереднього нагрівання 18 приблизно досягають по 1071-10-"мбар, при чому принадні значення робочого тиску складають приблизно від 102 до 5х10"мбар в ділянці покриття , визначеній блендою 52. Двохелементний іонізаційний манометр 55, забезпечений механічним 60 відсічним клапаном 57, переважно використовують для вимірювання вакуумного тиску в покривній камері 12.From the device, which was performed in the EPNIPCPF process by carrying out an oxidation test on a pilot plant, as indicated in the prototype. Chambers 12, 14, 16 and 18 were evacuated by mechanical pumps 31 from atmospheric pressure, and then the blower was turned on when the pressure dropped to approximately 20 mbar. The cryogenic pump 32 is preferably turned on when the pressure reaches approximately 5x10 "mbar. After that, the diffusion pumps 32 and 34 for the coating chambers 12 and preheating 14 are turned on when the pressure reaches approximately 5x10 "mbar. The values of the working pressure in the loading chambers 14 and 16 and the preheating chamber 18 approximately reach 1071-10-"mbar each, while the values of the working pressure are approximately from 102 to 5x10"mbar in the area of the coating defined by the hood 52. Two-element ionization manometer 55 , equipped with a mechanical 60 shut-off valve 57, is preferably used to measure the vacuum pressure in the covering chamber 12.
Користуючись манометром 55 із незалежно діючими елементами можна застосовувати будь-який елемент, не перериваючи процес покриття. Альтернативно можна підключити два іонізаційні манометри, розділені клапаном, з можливістю включення будь-якого з них, не перериваючи процесу покриття.Using the pressure gauge 55 with independently acting elements, any element can be applied without interrupting the coating process. Alternatively, you can connect two ionization manometers, separated by a valve, with the possibility of turning on any of them without interrupting the coating process.
В переважному виконанні цього винаходу кріогенний насос 32 переважно включають до дифузійного насосу бо 34, в протилежність відомій практиці, де обидва насоси 32 та 34 звичайно одночасно включають для зменшення шару льоду на кріогенному насосі 32. Включаючи кріогенний насос 32 перед дифузійним насосом 34, було виявлено , що при цьому значно зменшується час, необхідний для досягнення значень тиску в покривній камері, бажаних для виконання цього винаходу. При тому, що включення кріогенного насосу 32 до дифузійного насосу 34 спричиняє нашарування льоду на криогенному насосі 32, цей лід можна зняти в кінці покривної кампанії або в будь-який зручний час.In a preferred embodiment of the present invention, the cryogenic pump 32 is preferably included with the diffusion pump 34, in contrast to the known practice, where both pumps 32 and 34 are usually included simultaneously to reduce the ice layer on the cryogenic pump 32. Including the cryogenic pump 32 before the diffusion pump 34, it was found , which at the same time significantly reduces the time required to reach the pressure values in the coating chamber desired for the implementation of the present invention. While the inclusion of the cryogenic pump 32 to the diffusion pump 34 causes ice to form on the cryogenic pump 32, this ice can be removed at the end of the coating campaign or at any convenient time.
Під час процесу покриття електронні промені 28 фокусуються на злитках 26, утворюючи цим розплавлений керамічний матеріал та пари, що осаджуються на деталі 20. При можливості використання різних покривних матеріалів, переважними керамічними матеріалами для електронно-променевого покриття (а саме, злитки 26) /0 Можуть бути окис цирконія (2гО 5) частково або повністю стабілізований окисом ітрію (наприклад, 3-20965, переважно 4-895 М2О53), хоча можна застосовувати і ітрій, стабілізований окисами магнію, церію, кальцію, скандію або іншими окисами. Процес покриття продовжується до утворення бажаної товщини покриття деталей 20, після чого деталі 20 переміщуються через камеру 14 попереднього нагрівання у завантажувальну камеру 16, після чого відкриваються вентиляційні отвори для піддання її природній вентиляції. Вентиляційні отвори мають діаметр принаймні ЗОмм для збільшення швидкості вентиляції, але взагалі не більше ніж бОмм в діаметрі для запобігання проникнення пилу та іншого забруднення в камери 12, 14, 16 та 18. Для цього бажано спочатку провентилювати через отвори, застосовуючи клапан маленького діаметру а потім більшого діаметру.During the coating process, the electron beams 28 are focused on the ingots 26, thereby forming a molten ceramic material and vapor deposited on the part 20. When different coating materials can be used, the preferred ceramic materials for electron beam coating (namely, the ingots 26) /0 There can be zirconium oxide (2gO5) partially or completely stabilized by yttrium oxide (for example, 3-20965, preferably 4-895 M2O53), although yttrium stabilized by magnesium, cerium, calcium, scandium or other oxides can also be used. The coating process continues until the desired coating thickness of the parts 20 is formed, after which the parts 20 are moved through the preheating chamber 14 into the loading chamber 16, after which the vents are opened to expose it to natural ventilation. The vent holes have a diameter of at least 30 mm to increase the ventilation rate, but in general not more than 10 mm in diameter to prevent dust and other contamination from entering the chambers 12, 14, 16 and 18. For this purpose, it is desirable to first ventilate through the holes using a small diameter valve and then larger diameter.
Не дивлячись на те, що цей винахід було описано на базі переважних варіантів виконання, очевидно, що спеціаліст в цій галузі може застосовувати інші варіанти. Відповідно обсяг винаходу слід обмежувати тільки 2о наступною формулою винаходу. 10------ ' 3-ї ГІAlthough this invention has been described in terms of preferred embodiments, it is apparent that those skilled in the art may employ other embodiments. Accordingly, the scope of the invention should be limited only by the following claims. 10------ ' 3rd GI
І 35 з ! ще шк ще шк 35 (в ві ЗІ; З, 35 ів) 8: 8) 40 я У м-х З В нЕУЩ їAnd 35 with ! still shk still shk 35 (in v 3; Z, 35 iv) 8: 8) 40 i In m-x Z In nEUSH i
Пе НІ ті лей фс см че Ян т ГІЯ ТУЯ зіааашвінь ший ЩІК. п е- Вухо та й уки ----2- М Го) й піни й ні Гей Г етнєнют етстені З 5 Ден иннн и КС оту ЖК сне Дшнни д ій с-- 5 ж - 5 1 З Гефест -- че са 02 оо (А Є 12 о | шиті В, се ш ЩІ ши - | | с 4 А. 44. 4. ши 5-4 Ф «-Pe NI ti lei fs sm che Yan t GIA TUYA ziaaashwin shiy CHEEK. p e- Ear and ears ----2- M Go) and foams and no Gay G etnenyut etsteni Z 5 Den innn i KS otu ZhK sne Dshnny diiy s-- 5 f - 5 1 Z Hephaestus -- che sa 02 оо (А Е 12 о | sew B, se ШХІ ши - | | s 4 A. 44. 4. ши 5-4 Ф «-
Фіг 1. й і - мFig. 1. and i - m
Зо ЗО. 12 12 32 42. 16 т «стр» Й ши Й паст ть Щи 16 42 т ТЕР ері ч «іп ЧЕ ви Цоре 44 44 вв-(2 й Кт 4 44. - с - и 107 и?From ZO. 12 12 32 42. 16 t "str" Y shi Y past t Shchy 16 42 t TER eri ch "ip CHE vi Tsore 44 44 vv-(2 y Kt 4 44. - s - y 107 y?
Фіг 2. -І 12 П зв С ваше лина - х Ц ТАЗ» со ша пор -Т9 | |» то | Ї днищFig 2. -I 12 P zv S your line - x T TAZ» so sha por -T9 | |» then | It's the bottom
Ді Є,Di Ye
Із 105. з 5О. іме)From 105. from 5O. name)
Фіг 3. 60 б5Fig. 3. 60 b5
12 т А12 t A
ФМFM
Й пес т МИ . -ї- " 50 52 жи Я) т Гм за -о2 ниY pes t WE. -i- " 50 52 zhi Ya) t Hm for -o2 ni
Фіг 4. 1». 7 ;Fig. 4. 1". 7;
Що данних ШИ п ще 18 7 Її Кк ваш 50 52 «У : -102What did you give me 18 7 Her Kk your 50 52 "U : -102
Фіг 5. торт | я о о «др ен о бв Ь ТО ді ! ія А вв о 75 772 75- з. І. щу сжв, їй - кі З лиFig 5. cake | i o o «dr en o bv b TO di ! iya A vv at 75 772 75- z. I. schu szhv, her - ki Z li
Це» бай пуд Ден | В овв х / ! їосІ й с 2 кити і ЇThis" bai pud Dan | In ovv x / ! iosI and s 2 whales and Y
М ій вед М о ! ще 25 - ' Ф 7 заг КУ І !My friend Mo! 25 more - ' F 7 total KU I !
БО 61 і; ше в о я й ве дю Фіг 6. 8 с а -102 81 00- 102--. -І - - т шк У У / со | Що їх 56 56 7 104 іBO 61 and; che v o i ve du Fig 6. 8 s a -102 81 00- 102--. -I - - t shk U U / so | What are their 56 56 7 104 and
ШІ, и ве З З "з Що 25 26 С / х ри 77 р й ще іШИ, и ве З З "з Што 25 26 С / х ры 77 y и ше и
ІAND
Її . о 1 щ ко 79 Т 79 бо о оHer . o 1 sh ko 79 T 79 bo o o
Фіг. б5 йFig. b5 and
Й М ! І вAnd M! And in
А, й 7 | | і й - Ї иA, and 7 | | and and - Yi and
См уSee
Й ! А й 'And! And '
Г/ /ї ІMr. I
Фіг. 8 прототипFig. 8 prototype
ЩSh
, Го сяин2В ! сч | | І В о і | ; ї сч ! | І (о), Ho syain2B ! sch | | And in about and | ; y sch! | And (about)
ПІ - ' І , - / | Ї 4PI - ' I , - / | She 4
Фіг. 9 с 40 т З | / шщ » рана р в | тк е в - аа -ї - ща в ЩЕ з ООFig. 9 s 40 t Z | / shsh » wound r v | tk e v - aa -i - shcha v SHE with OO
Фіг 10. (Ф. ко бо б5 оFig. 10. (F. ko bo b5 o
ЯА та сто що хи ід витYaa and a hundred that khi id vyt
ШО. ех 70 вв! Ці // Ми х /Sho. hey 70s! These // We x /
Ук й 100 воUk and 100 vo
Фіг. 11Fig. 11
В щ щ 26 щ 98 птIn ssh ssh 26 ssh 98 Fri
ВIN
Іо) яIo) I
Е счE sch
ВІДСТАНЬ оDISTANCE o
Фіг. 12 Га х 5 і.Fig. 12 Ha x 5 i.
Б рт ел Кр / о у ку їх - 5 | і В ї- - 5 . І. ЇхBrt el Kr / o u ku them - 5 | and V i- - 5 . I. Their
КУ ДУ Зв Ж й КЗ М шк дн: їх «KU DU Sv Z y KZ M shk dn: their "
КА КИМ - 5 с Е ;»KA KIM - 5 s E ;"
Фіг 13. -І шк (Се) мо що)Fig. 13. -I shk (Se) mo che)
Ф) ко бо 65 лів, ді! ШІ 122 в: 1/1 роляй тк па вв лаани ох бан Ті іконі сі 102, Ге ій МИ | 1 рі ОТ ХМАТ ОП Я випуску а й Зав стт»: ПИТАЛИ ШИ ПаЙсссттУчННИВ, -7- ; вт рр п-ва жи Ши тр ПиЦвНОщо аж ві ЩО Ме кн МАЙНІ нин ши щі ШИ кі: Го іні ! інший їі 120; юр ньо дует Де твіF) how about 65 levs, yes! AI 122 in: 1/1 role tk pa vv laani oh ban Ti iconi si 102, Ge ii MY | 1 ri OT HMAT OP I release a and Zav stt»: YOU ASKED PaYsssttUchNNIV, -7- ; Tue yr p-va zhi Shi tr PiTsvNOshto azh vi SCHO Me kn MYS nin shi shchi SHY ki: Go ini ! the other is 120; yur nyo duet De twee
ЗАСТ я ДВО ВИ ілквної кр іч ЦІЦЕСЬР. лев о А Я сн І ЯZAST i DVO YOU ilkvnoi kr ich TITSESR. lion o A I sleep I I
Р.Г гЯрив є! дврійТо.. 1 р ря а 221124 СЕ рн і ру я 1 «ШЕ ай та ТО ш- ! и Пед такрито ТАКУ егиіЯ2 м. г з Ї |і мії в. 'Кя НДО ЩЕ КАНВИ Ст ! ! х. с А пили; лес: ЛО Де м! | миши нини шо шк пк МИ у нини ни ши жене щ с Ї НИ м ли и ЩІ В т. ПОЛ НО ММ МОН оон В В НО МОНО ЩІ с в сі ни 3 171 1 і ві І тс, | | о 61 76757473 72 7 7065968 6766 65 64 63 6261 60 59 58 57 56R. G. Yariv is there! ... And Ped takryto TAKU egiiYa2 m. g with Y |i mii v. 'Kya NDO STILL CANVAS! ! h. with A saw; les: LO Where m! | мышы ныны шо шк пк WE у ныны ны ш жене ш s І WE m ly i ХХ В t. POL NO MM MON oon V В NO MONO ХХ s v si ny 3 171 1 i vi I ts, | | o 61 76757473 72 7 7065968 6766 65 64 63 6261 60 59 58 57 56
Фіг. 14 сеFig. 14 Sep
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US14723499P | 1999-08-04 | 1999-08-04 | |
| PCT/US2000/021259 WO2001011105A1 (en) | 1999-08-04 | 2000-08-03 | Electron beam physical vapor deposition apparatus with ingot magazine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA71922C2 true UA71922C2 (en) | 2005-01-17 |
Family
ID=22520768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA2001032042A UA71922C2 (en) | 1999-08-04 | 2000-03-08 | An electron beam physical vapor deposition apparatus to produce a coating by condensation of vapor phase containing magazine with ingots of coating material |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA71922C2 (en) |
| WO (1) | WO2001011105A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105908129B (en) * | 2016-06-27 | 2019-08-27 | 京东方科技集团股份有限公司 | A kind of organic material evaporated device and method |
| CN106987810A (en) * | 2017-05-24 | 2017-07-28 | 昆山国显光电有限公司 | Crucible thermal field control device and deposition system is deposited |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0821394A1 (en) * | 1996-07-25 | 1998-01-28 | The Boc Group, Inc. | Electron beam evaporator |
| DE19743799C1 (en) * | 1997-10-02 | 1999-01-28 | Ardenne Anlagentech Gmbh | Apparatus for introducing rod shaped target material into electron beam evaporation installations |
-
2000
- 2000-03-08 UA UA2001032042A patent/UA71922C2/en unknown
- 2000-08-03 WO PCT/US2000/021259 patent/WO2001011105A1/en active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2001011105A1 (en) | 2001-02-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| UA71572C2 (en) | An electron beam physical vapor deposition apparatus for application of coating on articles | |
| EP1123422B1 (en) | Electron beam physical vapor deposition apparatus and method | |
| US6946034B1 (en) | Electron beam physical vapor deposition apparatus | |
| JP4537479B2 (en) | Sputtering equipment | |
| EP1177327B1 (en) | Electron beam physical vapor deposition method | |
| EP2261387B1 (en) | Electron beam vapor deposition apparatus for depositing multi-layer coating | |
| JP2001521989A (en) | Method for forming a film and apparatus for performing the method | |
| US3524426A (en) | Apparatus for coating by thermal evaporation | |
| UA71922C2 (en) | An electron beam physical vapor deposition apparatus to produce a coating by condensation of vapor phase containing magazine with ingots of coating material | |
| UA71573C2 (en) | An electron beam physical vapor deposition apparatus for application of coating on articles | |
| KR20180097163A (en) | Box coating apparatus for vacuum coating of substrates, in particular spectacle lenses | |
| US20110250367A1 (en) | Deposition apparatus with preheating chamber having thermal hood | |
| UA72742C2 (en) | An electron beam coating deposition apparatus by vapor phase condensation (variants) | |
| UA71924C2 (en) | An electron beam physical vapor deposition apparatus for deposition of coating by condensation of vapor phase | |
| EP1131474B1 (en) | Electron beam physical vapor deposition apparatus with ingot magazine | |
| JP4982004B2 (en) | Protection plate device | |
| JP4662323B2 (en) | Electron beam physical vapor deposition coating apparatus and crucible for the apparatus | |
| CN214937772U (en) | Device for depositing a protective coating on a component by electron beam evaporation | |
| JPH08134643A (en) | Apparatus for preventing adhesion of vapor on observation window | |
| UA73290C2 (en) | An electron beam apparatus for producing a coating by condensation of vapour phase (variants) | |
| EP1144710A2 (en) | Electron beam physical vapor deposition apparatus and control panel therefor | |
| UA143882U (en) | DEVICE FOR APPLYING A PROTECTIVE COATING ON A PART BY ELECTRONIC RADIATION EVAPORATION |