Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 7275
(13) U
(46) 2011.06.30
(51) МПК (2009)
C 23C 14/00
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ НА ВНУТРЕННЮЮ
ПОВЕРХНОСТЬ ДЛИННОМЕРНОЙ ТРУБЫ
(21) Номер заявки: u 20100811
(22) 2010.09.29
(71) Заявитель: Государственное науч-
ное учреждение "Институт порош-
ковой металлургии"; Частное
научно-производственное унитарное
предприятие "ВТЛСЗОС" (BY)
(72) Авторы: Андреев Михаил Анатолье-
вич; Суворов Анатолий Николаевич;
Жиркевич Сергей Владимирович; Хо-
лодов Виктор Михайлович; Мешков
Игорь Николаевич (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт по-
рошковой металлургии"; Частное
научно-производственное унитарное
предприятие "ВТЛСЗОС" (BY)
(57)
Устройство для нанесения покрытия на внутреннюю поверхность длинномерной тру-
бы, содержащее анод-камеру, внутри которой расположен протяженный катод из распы-
ляемого металла, источник питания, блок управления, отличающееся тем, что анод-
камера, представляющая собой трубу для нанесения покрытия, снабжена внешним соле-
ноидом, охватывающим трубу с возможностью его перемещения вдоль трубы.
(56)
1. Пелих С.А. Экономика вакуумных технологий // Вакуумная техника и технология. -
1993. - Т 3. - № 5, 6. - С. 52-55.
2. А.с. СССР 461163, МПК C23 C 13/08, 1975.
3. Патент РФ 2002853, МПК C23 C 14/32, опубл. 15.11.1993.
BY7275U2011.06.30

2. BY 7275 U 2011.06.30
2
Полезная модель относится к области нанесения покрытий в вакууме и предназначена
для нанесения различных функциональных вакуумных покрытий на внутренние поверх-
ности длинномерных труб.
Известно устройство (вакуумная установка ВУ-1100) [1], содержащее анод-камеру,
вертикальный протяженный катод, расположенный в центре вакуумной камеры, поджи-
гающий электрод, источник питания, блок управления.
Недостатком данного устройства является малая производительность процесса и не-
равномерность нанесения покрытия из-за хаотичности движения катодного пятна по по-
верхности катода со стороны поджигающего устройства к системе токоподвода.
Известно устройство [2], содержащее протяженный катод незамкнутой формы с двумя
токоподводами, анод, поджигающий электрод и источник питания со стабилитроном.
Указанная конструкция позволят обеспечить регулирование скорости и перемещения
катодных пятен вдоль протяженного катода за счет поочередного переключения полярно-
сти источника питания с одного токоподвода на другой датчиками, фиксирующими поло-
жение микропятен на катоде.
Недостатком данного устройства является сложность конструкции и управления, и
вследствие этого низкая надежность работы, а также малая производительность процесса
и неравномерность покрытия.
Известен электродуговой испаритель металлов и сплавов [3], содержащий анод-
камеру, внутри которой размещен планарный протяженный катод из испаряемого металла
с системой перемещения катодных пятен по необходимому временному закону, источник
питания, блок управления.
Основным недостатком данного устройства является малая производительность, не-
равномерность осаждаемого покрытия по поверхности изделия и неустойчивая работа из-
за сложности системы управления перемещением катодных пятен.
Задача предлагаемого устройства - повышение производительности процесса форми-
рования функционального покрытия и повышение качества покрытия.
Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для нанесения покрытия
на внутреннюю поверхность длинномерной трубы, содержащем анод-камеру, внутри ко-
торой расположен протяженный катод из распыляемого металла, источник питания, блок
управления анод-камера, представляющая собой трубу для нанесения покрытия, снабжена
внешним соленоидом, охватывающим трубу с возможностью его перемещения вдоль трубы.
Сущность изобретения описывается рисунком, представленным на фиг. 1.
Анод-камера 1, представляющая собой трубу и предназначенная для нанесения по-
крытия на ее внутреннюю поверхность, по торцам заглушена фланцами 2 и 10. Внутри
анод-камеры 1 на фланцах 2 и 10 на изоляторах 3 и 9 закреплен водоохлаждаемый распы-
ляемый катод 8. Со стороны фланца 10 подсоединена откачная вакуумная система 11,
предназначенная для создания в анод-камере 1 необходимого вакуума. Во фланец 2 вмон-
тированы штуцера 4 и 5, через которые в анод-камеру 1 подаются рабочие газы аргон и
азот. К водоохлаждаемому распыляемому катоду 8 подведено электрическое питание от
источника 13. На анод-камере 1 установлен внешний соленоид 6, перемещение которого
вдоль анод-камеры 1 обеспечивает электродвигатель с редуктором 7. Все процессы управ-
ляются и контролируются блоком управления 12.
Устройство работает следующим образом.
С помощью блока управления 12 подают водяное охлаждение на распыляемый катод 8.
С помощью откачной вакуумной системы 11, подсоединенной со стороны фланца 10, в
анод-камере 1 создают необходимый вакуум. Затем в анод-камеру 1 через штуцер 4 пода-
ют газ аргон (Ar) и поджигают тлеющий разряд для активации внутренней поверхности
анод-камеры 1. После активации внутренней поверхности анод-камеры 1 прекращают по-
дачу аргона и через штуцер 5 подают азот (N2). Затем включают питание внешнего соле-
ноида 6. На стенку анод-камеры 1 подают отрицательное напряжение смещения. После

3. BY 7275 U 2011.06.30
3
этого включают источник 13 и подают электропитание на распыляемый катод 8, на кото-
ром возникает магнетронный разряд. Затем включают электродвигатель с редуктором 7,
который перемещает вдоль анод-камеры 1 внешний соленоид 6, который, в свою очередь,
перемещает магнетронный разряд по распыляемому катоду 8. Магнетронный разряд рав-
номерно "горит" по всей окружности распыляемого катода 8, перемещаясь под действием
внешнего соленоида 6 вдоль распыляемого катода 8, распыляет катод 8 по всей его длине,
формируя покрытие на внутренней поверхности анод-камеры 1.
После работы магнетронной системы в течение времени, необходимого для нанесения
на внутреннюю поверхность анод-камеры 1 покрытия заданной толщины, выключают ис-
точник питания 13, выключают напряжение смещения на анод-камере 1, выключают элек-
тродвигатель с редуктором 7, отключают подачу азота через штуцер 5. После этого
выключают откачную вакуумную систему 11, выключают водяное охлаждение распыляе-
мого катода 8, разгерметизируют анод-камеру 1. Отсоединив анод-камеру 1 от фланцев 2
и 10, получают трубу с нанесенным покрытием на ее внутренней поверхности.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.