Устройство для нанесения покрытий Советский патент 1984 года по МПК C23C15/00 

Изобретение относится к нанесенвдо износостойких и специальных покрытий в вакууме.

По основному авт. св. № 796248, известно устройство для нанесения покрытий, содержащее вакзгумную камеру с соосно размещенными в ней источником ускоренных ионов, газовым коллектором и подложкодержателем с подложками, находящиеся под отрицательным потенциалом. При этом подложкодержатель выполнен в виде полого незамкнутого тела, внутри которого размещены подложки и элементы их Фиксации Я .

Недостатком известного устройства является то что реактивный газ, поступающий из коллектора, находящегося под плавающим потенциалом, ионизирован слабо. Практически в поток металлической плазмы он поступает слабо и неионизированным, а это снижает эффективность протекания плазмохимического процесса.

Цель изобретения - повьшение качества покрытий. .

Эта цель достигается тем, что в устройстве для нанесения покрытий, содержащем вакуумнзпо камеру с соосно размещенными в ней источником ускоренных ионов, газовым коллектороМ-и подхгожкодержателем с подложками, находящими под отрицательным потенциалом и выполненным в виде полого незамкнутого тела, внутри которого размещены подложки и элементы их фиксации, газовый коллектор жестко закреплен на внешней боковой поверхности подложкодержателя, а в части стенки подложкодержателя, ограниченной газовым коллектором, выполнены отверстия.

Ца чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит источник ускоренных ионов металла покрытия, включающий цилиндрический катод 1 с торцовой рабочей поверхностью, выполненный из испаряемого материала,, например титана, соосно установленньй с катодом кольцевой анод 2 и магнитную катушку 3, расположенную коаксиально с катодом 1, .а также источник 4 электропитания дугового разряда. Соосно с катодом установлен подложкодержатель 5 подложек 6, представляющий собой полое незамкнутое тело, на заднем торце которого выполнены отверстия для крепления подложки (метчиков, сверл и т.д.); Подложкодерждтель 5 соединен с источником 7 создания отрицательного смешения напряжения на подложкодержателе. На внешней боковой поверности подложкодержателя жестко закреплен газовый коллектор 8, соединенный с системой подачи реактивног газа (не показана). Отверстия 9 для подачи реактивного газа из коллектора в полость подложкодержателя 5 выполнены в стенке последнего, ограниченной газовым коллектором, и расположены равномерно по кольцу. Все элементы устройства находятся в вакуумной камере.

Устройство работает.следующим образом.

Между катодом 1, материал которого поступает в межэлектродное пространство ускорителя, и анодом 2 зажигается разряд, питаемый от основного источника 4.. Благодаря взаимодействию токов разряда с магнитным полем, создаваемым катушкой 3, плазма ускоряется и направляется на подложкодержатель 5 с подложками 6. Плазменный поток поступает внутрь подложкодержателя. В последующей плазме зажигается разряд с полым катодом, в котором электроны плазмы совершают осцилляцию. Это ведет к увеличению срока их жизни в разрядном объеме, к повышению ионизирующей способности и вызьшает эффек-: . тивную ионизацию плазменного потока внутри подложкодержателя 5 осциллирующими электронами, что способствует увеличению скорости и полноты протекания плазмохимической реакции на поверхности подложек и в объеме, непосредственно премыкающем к ней. При этом газовый коллектор 8, закрепленный на подложкодержателе 5, сам является дополнител.ным полым катодом, внутри которого происходит эффективная ионизация реактивного газа (азота, ацетилена кислорода и др.) осциллирующими электронами. Ионизированный реактивный газ поступает через отверстия 9 непосредственно в полость основного полого катода - подложкодержателя 5 подложек 6, в котором происходит эффективное перемешивание газовой и металлической плазм. При этом полнота и скорость плазмохимической ре3акции еще более возрастают. Покрыва емые подложки, например метчики, сверла и протяжки, крепятся с зазором друг относительно друга к задней торцовой стенке подложкодержателя и электрически соединены с ним образуя в совокупности многоячеистый полый- катод. Подложки, подлежащие напылению располагают в подложкодержателе сле дующим образом. 14 При диаметре напыля емых изделий 5-14 мм расстояние между их осями составляет 7 мм, а при диаметре 1А мм и выше - величину, равную двум диаметрам напыляемого изделия. Предлагаемое устройство значительно повышает качество покрытий. Стойкость резцов и сверл увеличивается в 1,2 раза, а стойкость метчиков - в 1,5 раза.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ по авт. св. № 796248, о тл к ч а ю щ е е ся тем, что, с целью повышения качества покрытий, газовый коллектор жестко закреплен на внешней боковой поверхности подложкодержателя, а в части стенки подложкодержателя, ограниченной газовым коллектором, вьшолнены отверстия.