UA71922C2 - Електронно-променевий пристрій для нанесення покриття конденсацією із парової фази, що містить магазин зі злитками покривного матеріалу - Google Patents

Abstract

Електронно-променевий пристрій (10) для нанесення покриття конденсацією із парової фази (ЕПНПКПФ). Пристрій (10) ЕПНПКПФ взагалі включає покривну камеру (12), що функціонує в умовах підвищених температур та субатмосферних тисків. Електронно-променева гармата (30) проеціює електронний промінь (28) в покривну камеру (12) та на розташований в ній покривний матеріал (26), розплавлюючи та випаровуючи його при цьому. Виріб (20) підтримується в покривній камері (12) таким чином, щоб пари покривного матеріалу (26) осаджувались на виробі (20). Експлуатація пристрою ЕПНПКПФ полегшується вбудованим обертовим магазином (102), що підтримує блок злитків (26) покривного матеріалу (26) під покривною камерою (12). Магазин (102) індексується таким чином, щоб кожний блок із одного або більше злитків збігався з апертурою (56) покривної камери (12) для послідовної подачі злитків (26) в покривну камеру (12) без переривання процесу осадження покривного матеріалу (26).

Description

Опис винаходу

Ця заявка використовує пріоритет попередньої заявки на видачу патенту США за номером 60/147,234, 2 поданої 4 серпня 1999 року.

Перехресні посилання на паралельні заявки.

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.

Галузь застосування винаходу

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.

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.

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.

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.

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 протягом

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.

Сутність винаходу.

Цей винахід спрямовано на створення електронно-променевого пристрою для нанесення покриття бо конденсацією парової фази (ЕПНІПКПФ) та способу використання цього пристрою для нанесення покриття

(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.

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.

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.

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.

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. с

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. «

Інші об'єкти та переваги цього винаходу будуть краще визначені в наступному детальному описі.

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.

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.

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.

Кз На Фіг.11 зображено тигель Фіг.10 в плані та переважні форми електронного променю на тигель та злиток.

На Фіг.12 зображено переважне розподілення інтенсивності форми електронного променя крізь поверхню злитка та тиглю, показаних на Фіг.10 та 11, відповідно.

На Фіг.13 зображено переважне поле індикації для спостереження за процессом усередині покривної камери пристрою, зображеного на Фіг.1 та 2.

Ф, На Фіг.14 зображено пульт керування для моніторінгу та керування робочим процесом пристрою, показаного ко на Фіг.1 та 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.

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.

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.

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. --

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 на

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 таску

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.

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 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.

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 на

Фіг.1 та 2, який застосовується як допоміжний при вакуумуванні покривної камери 12 до процесу випаровування.

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.

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-

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 пушок

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.

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.

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 з

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 пристрою

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.

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.

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 початково

Кк» розташовуються біля тиглів 56 для максимізації нагрівання деталей 20, а пізніше відсуваються маніпуляторами від тиглів 56 для зниження кількості випроміненого тепла.

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.

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 на

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. с

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. Ця

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. Накопичення

Кз керамічного матеріалу на тиглі 56, яке важко вилучається формою 97, можна вилучити маніпулятором 77, як показано на Фіг.7.

Магазини 102, що вміщують в собі та подають злитки 26 через основу покривної камери 12 та в тиглі 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 співпадають

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.

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 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.

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 цілісності

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.

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.

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.

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.

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 ГІ

І 35 з ! ще шк ще шк 35 (в ві ЗІ; З, 35 ів) 8: 8) 40 я У м-х З В нЕУЩ ї

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 «-

Фіг 1. й і - м

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?

Фіг 2. -І 12 П зв С ваше лина - х Ц ТАЗ» со ша пор -Т9 | |» то | Ї днищ

Ді Є,

Із 105. з 5О. іме)

Фіг 3. 60 б5

12 т А

ФМ

Й пес т МИ . -ї- " 50 52 жи Я) т Гм за -о2 ни

Фіг 4. 1». 7 ;

Що данних ШИ п ще 18 7 Її Кк ваш 50 52 «У : -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 ли

Це» бай пуд Ден | В овв х / ! їосІ й с 2 кити і Ї

М ій вед М о ! ще 25 - ' Ф 7 заг КУ І !

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 і

ШІ, и ве З З "з Що 25 26 С / х ри 77 р й ще і

І

Її . о 1 щ ко 79 Т 79 бо о о

Фіг. б5 й

Й М ! І в

А, й 7 | | і й - Ї и

См у

Й ! А й '

Г/ /ї І

Фіг. 8 прототип

Щ

, Го сяин2В ! сч | | І В о і | ; ї сч ! | І (о)

ПІ - ' І , - / | Ї 4

Фіг. 9 с 40 т З | / шщ » рана р в | тк е в - аа -ї - ща в ЩЕ з ОО

Фіг 10. (Ф. ко бо б5 о

ЯА та сто що хи ід вит

ШО. ех 70 вв! Ці // Ми х /

Ук й 100 во

Фіг. 11

В щ щ 26 щ 98 пт

В

Іо) я

Е сч

ВІДСТАНЬ о

Фіг. 12 Га х 5 і.

Б рт ел Кр / о у ку їх - 5 | і В ї- - 5 . І. Їх

КУ ДУ Зв Ж й КЗ М шк дн: їх «

КА КИМ - 5 с Е ;»

Фіг 13. -І шк (Се) мо що)

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 тві

ЗАСТ я ДВО ВИ ілквної кр іч ЦІЦЕСЬР. лев о А Я сн І Я

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 56

Фіг. 14 се

Claims (1)

1. Формула винаходу се Ге)

   1. Електронно-променевий пристрій (10) для нанесення покриття конденсацією із парової фази, який включає: покривну камеру (12), що містить покривний матеріал (26), причому покривна камера виконана з -- Зз5 можливістю функціонування в умовах підвищеної температури та субатмосферного тиску, ч- електронно-променеву гармату (30) для проеціювання електронних променів (28) на покривний матеріал (26), розташований в покривній камері (12), причому функція електронно-променевої гармати полягає в розплавленні покривного матеріалу (26) та випаровуванні розплавленого покривного матеріалу (26), засоби (22) для підтримки « виробу (20) в покривній камері (12), виконані так, щоб пари покривного матеріалу осаджувалися на виробі (20), принаймні один обертовий магазин (102), який підтримує блок злитків покривного матеріалу (26) під покривною - с камерою (12) і забезпечує розташування принаймні одного із злитків на одній лінії із апертурою тигля (56) ц покривної камери (12) для подачі злитка (26) в покривну камеру (12), причому магазин (102) виконаний з "» можливістю бічного переміщення під покривною камерою для бічного регулювання положення покривного матеріалу (26) в покривній камері (12), та механізм подачі, який включає підйомник для підняття злитка (26) та маніпулятор для захоплення злитка (26) після підняття його підйомником, причому маніпулятор позиціоновано -І під непрямим кутом до горизонталі. -3з 2. Електронно-променевий пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що додатково включає конденсаційну бленду (52), яка розташована в покривній камері (12) та, принаймні частково, оточує підтримуючі засоби (22), (Се) причому конденсаційна бленда (52) має першу відбивальну деталь (72), розташовану в покривній камері (12) з 50 таким чином, щоб виріб (20), підтримуваний засобами підтримки (22), був розташований між розплавленим покривним матеріалом (26) та першою відбивальною деталлю (72), яка має можливість пересуватись між Кз першою та другою позиціями відносно розплавленого покривного матеріалу, при цьому перша позиція розташована ближче до засобів підтримки, ніж друга настільки, щоб піддати виріб (20), підтримуваний засобами підтримки (22), відбивальному нагріванню від розплавленого покривного матеріалу (26) більшою мірою при розташуванні першої відбивальної деталі (72) в першій позиції, ніж при її розташуванні в другій позиції.

   З. Електронно- променевий пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що в конденсаційній бленді о підтримується тиск, вищий ніж в решті ділянок покривної камери (12). ко 4. Електронно-променевий пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що конденсаційна бленда (52) має отвір (62), через який проходить електронний промінь (28). 60 5. Електронно-променевий пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що додатково включає принаймні один знімний екран (76), прикріплений до конденсаційної бленди (52) підпружиненими штифтами (78).

   6. Електронно-променевий пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що додатково включає: відбивальну деталь (72, 80), розташовану суміжно з розплавленим покривним матеріалом (26) для можливості піддання виробу (20), підтримуваному засобами підтримки (22), відбивальному нагріванню від відбивальної деталі (72, 65 80) та засоби (74, 77) для пересування відбивальної деталі (72, 80) до розплавленого покривного матеріалу (26) та від нього таким чином, щоб збільшити або зменшити, відповідно, відбивальне нагрівання виробу (20) від відбивальної деталі (72, 80) до виробу (20).

   7. Електронно-променевий пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що розплавлений покривний матеріал (26) міститься в тиглі (56), який має першу деталь (82), яка оточує та утримує розплавлений покривний матеріал (26), та другу деталь (86), яка прикріплюється до першої деталі (82) та оточує нерозплавлену частину покривного матеріалу (26), причому перша та друга деталі (82, 86) тигля (56) визначено утворюють між собою кільцевий охолоджувальний прохідний канал (88).

   8. Електронно- променевий пристрій за п. 7, який відрізняється тим, що електронний промінь (28) проеціюється на покривний матеріал (26) для визначення форми електронного променя на покривному /о матеріалі, та пристрій (10) додатково включає засоби для утворення проекцій окремої форми електронного променя (97) на тигель (56) для випаровування з нього крапель розплавленого покривного матеріалу (26), причому окрема форма електронного променя (97) має більшу інтенсивність, ніж форма електронного променя на покривному матеріалі (26).

   9. Електронно-променевий пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що додатково включає вхідний отвір 7/5 (54), що примикає до розплавленого покривного матеріалу (26) в покривній камері (12) і служить для впуску газу в покривну камеру (12), та засоби (58) для регулювання швидкості потоку газу через отвір (54) в покривну камеру (12), які розташовані зовні покривної камери (12) але з'єднані з отвором (54) усередині покривної камери (12).

   10. Електронно-променевий пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що додатково включає поле індикації (48) для спостерігання за виробами (20) та розплавленим покривним матеріалом (26) в покривній камері (12), причому поле індикації (48) виконано рідинно-осхолоджувальним і має ущільнення магнітними частками та забезпечує стереоскопічний огляд покривної камери (12).

   11. Електронно-променевий пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що додатково включає: камеру попереднього нагрівання (14), розташовану суміжно із покривною камерою (12) для попереднього нагрівання сч виробу (20), підтримуваного засобами підтримки (22), до введення виробів (20) в покривну камеру, завантажувальні камери (16, 18), розташовані суміжно із камерою попереднього нагрівання та навпроти і) покривної камери (12), засоби (46) в завантажувальних камерах (16, 18) для пересування виробів (20), підтримуваних засобами підтримки (22), перші двері (40) до завантажувальних камер (16, 18) для завантаження та розвантаження виробів (20) із засобів підтримки (22) та другі двері (42) до завантажувальних камер (16, с зо 18) для пропуску пересувних засобів (46).

   12. Електронно- променевий пристрій за п. 11, який відрізняється тим, що додатково включає перший с пропускний канал між завантажувальними камерами (16, 18) та камерою попереднього нагрівання (14) та другий Ге! пропускний канал між камерою попереднього нагрівання (14) та покривною камерою (12), кожний перший та другий канали мають мінімальний розмір принаймні 250 мм. --

   13. Електронно-променевий пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що додатково включає дифузійний ї- насос (34) для вакуумування покривної камери (12) та дросельний клапан (36) для регулювання вакуумування покривної камери (12) дифузійним насосом (34).

   14. Електронно-променевий пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що додатково включає засоби (33) для виявлення витоку із вакуумної системи. «

   15. Електронно-променевий пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що покривна камера (12) складається 3 пл») с першої частини, що виконана із можливістю рухатися між робочою позицією, в якій перша частина сполучена із другою частиною покривної камери (12), та позицією технічного обслуговування, в якій перша частина ;» відокремлюється від другої частини, та електронно-променевий пристрій (10) для нанесення покриття конденсацією із парової фази додатково включає пересувну платформу (50), розташовану під покривною Ккамерою (12). -І 16. Електронно-променевий пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що додатково включає принаймні два іонних сенсори (55) для визначення субатмосферного тиску в покривній камері (12), які діють незалежно для - можливості селективного застосування одного із них без переривання процесу покриття виробу (20). Ге) 17. Електронно-променевий пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що додатково включає: принаймні одну 5о Камеру (70) в електронно-променевій гарматі (30), крізь яку проходить електронний промінь (28), засоби (66) ю для вакуумування камери (70) для підтримування в ній значення тиску, нижчого ніж в покривній камері, та отвір Ге (68) в електронно-променевій пушці, крізь який проходить електронний промінь та який відокремлює камеру (70) від покривної камери (12), причому отвір (68) має діаметр та довжину менше 30 мм та 120 мм відповідно. Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2005, М 1, 15.01.2005. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і Ф) науки України. іме) 60 б5