Установка для обработки проволоки в вакуумной камере

 

Изобретение относится к технике нанесения металлических пленочных защитных и антикоррозионных покрытий на проволоку и оплетку проводов. Установка для обработки проволоки содержит вакуумную камеру с узлами очистки и нанесения покрытия напылением, устройством натяжения и поддерживающими вращающимися охлаждаемыми валами, одну или несколько последовательно соединенные шлюзовые камеры в входом и выходом проволоки и с уплотнительными синхронно вращающимися роликами, количество которых нечетно, и приводные приемные и подающие катушки. Узел напыления выполнен в виде попарно установленных друг напротив друга магнетронных распылительных устройств, а узел очистки выполнен в виде расположенных друг против друга ионно-лучевых источников очистки, разделенных на технологические секции со средствами подачи рабочего газа в зону обработки. Использование изобретения позволяет повысить качество наносимых покрытий в условиях высокого вакуума и уменьшить растяжение проволоки во время обработки. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к технике нанесения металлических пленочных защитных и антикоррозийных покрытий на проволоку и длинномерные изделия из органических материалов, такие как оплетки проводов.

Известны устройства для нанесения гальванических покрытий на проволоку, содержащие ряд электролитических ванн для гальванической очистки и нанесения покрытий [1,2] Недостатком данных устройств является то, что в них используется гальванический метод нанесения покрытий, который не является экологически и химически чистым и повсеместно заменяется вакуумными методами нанесения покрытий.

Наиболее близким к описываемому устройству является установка для непрерывной вакуумной обработки длинномерного изделия, состоящая из вакуумной камеры, источника осаждения покрытий, устройств транспортировки изделия в вакуумную камеру и из нее в виде синхронно вращающихся роликов, уплотнительных размещенных в шлюзовых камерах [3] Подаваемое через уплотнительные элементы изделие проходит перед источником обработки и выходит с другой стороны вакуумной камеры.

Недостатком известного устройства является недостаточная равномерность натяжения обрабатываемого изделия из-за того, что отсутствует синхронизация между уплотнительными роликами входных и выходных шлюзовых камер, разнесенных по разные стороны вакуумной камеры. Следствием этого является разрыв или значительное удлинение обрабатываемого изделия. Недостатком известного устройства является также отсутствие предварительной очистки обрабатываемого изделия в вакуумной камере, что сказывается на качестве наносимых покрытий.

Целью изобретения является повышение равномерности натяжения изделий и повышение качества наносимых покрытий.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для обработки изделия в вакууме, содержащем подающие и принимающие приводные катушки, вакуумную с узлом нанесения покрытий напылением, устройством натяжения, вращающимися и поддерживающими средствами по крайней мере одну шлюзовую камеру с окнами входа и выхода изделия с уплотнительными синхронно вращающимися роликами дополнительно размещен в вакуумной камере узел очистки, а количество уплотнительных роликов нечетное. Дополнительные отличия заключаются в том, что окна входа и выхода изделия в вакуумной камере совмещены; шлюзовые ролики выполнены из эластичного материала; поддерживающее и вращающее средство выполнено в виде охлаждаемых валов; узел очистки выполнен в виде расположенных друг против друга ионно-лучевых источников очистки и разделен на технологические секции, снабженные средствами подачи рабочего газа в зону обработки; узел покрытия выполнен в виде одного или нескольких расположенных попарно напротив друг друга магнетронных распылительных устройств; узел нанесения и узел очистки расположены вертикально.

Достигаемый результат обусловлен тем, что транспортировка длинномерных изделий в вакуумную камеру (в том числе проволоки) с помощью шлюзовых устройств с роликами позволяет уменьшить натекание в вакуумную камеру. Установку нечетного числа роликов позволяет соединить в одном шлюзовом устройстве перемещение проволоки в вакуумную камеру и из нее. Так ролики 13 первый и второй, вращаясь навстречу друг другу, осуществляют перемещение проволоки в камеру, второй и третий, вращаясь синхронно первому, осуществляют перемещение проволоки в обратную сторону, из камеры. При этом входное и выходное отверстия вакуумной камеры могут быть совмещены. Последовательное размещение нескольких шлюзовых камер с промежуточной откачкой еще более снижает натекание. Натекание также снижается, если ролики плотно соприкасаются друг с другом. Плотный прижим осуществляется при выполнении роликов из эластичного материала, например вакуумной резины, а корпуса шлюзовой камеры из фторопласта. Количество одновременно вводимых в вакуумную камеру проволок не оказывает существенного влияния на вакуумную среду, т.к. по всей длине роликов обеспечено их плотное прилегание друг другу. В корпусе шлюзовой камеры может быть размещено более трех роликов. Тогда производительность установки существенно повышается. Схема перемещения проволоки в этом случае показана на фиг.4. Первый-второй ролики и третий-четвертый осуществляют ввод в камеру, а второй-третий и четвертый-пятый вывод из камеры.

В представленном устройстве минимизированно удлинение проволоки при обработке. Равномерное покрытие на всей поверхности проволоки достигается за один проход между расположенными попарно друг напротив друга ионно-лучевыми устройствами очистки и магнетронными распылительными устройствами. Охлаждение проволоки от соприкосновения распылительными устройствами. Охлаждение проволоки от соприкосновения с охлаждаемыми направляющими валами также снижает растяжение. Тем не менее полностью избежать растяжения проволоки не удается и для компенсации растяжения в вакуумной камере устанавливается роликовый механизм натяжения.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен вид сбоку устройства нанесения покрытий; на фиг.2-вид сверху; на фиг.3-шлюзовая камера; на фиг.4-схема расположения пяти роликов в шлюзовой камере.

Устройство содержит подающую и принимающую катушки 1 с приводом вращения (на чертеже не показан), вакуумную камеру 2 и пристыкованные к ней последовательно соединенные шлюзовые камеры 3 с системами откачки. В вакуумной камере 2 расположены направляющие валы 4 с водяным охлаждением для поддержания проволоки. Валы связаны между собой цепной передачей 5. В вакуумной камере 2 также размещены напротив друг друга ионно-лучевые источники очистки 6, магнетронные распылительные устройства 7. Источники размещены вертикально и отделены друг от друга перегородками, делящими вакуумную камеру на технологические секции 8. Секции оснащены средствами подачи рабочего газа 9 в зону обработки. В вакуумной камере 2 размещены направляющие ролики 10, натяжные ролики 11 и возвратные ролики 12. Шлюзовые камеры 3 содержат шлюзовые ролики 13, выполненные из вакуумной резины и плотно соприкасающиеся друг с другом и с корпусом 14 из фторопласта. Ролики 13 оснащены шестеренками 15 с приводом 16. Штуцер 17 служит для промежуточной откачки шлюзовых камер.

Устройство работает следующим образом: одна или несколько проволок подаются с катушки 1 в шлюзовую камеру 3 между первым и вторым роликами 13. Если устройство содержит несколько шлюзовых камер 3, соединенных последовательно, то из промежуточных камер осуществляется откачка через штуцер 17. Вращаясь посредством шестерен 15 и привода 16, ролики осуществляют перемещение проволоки в вакуумную камеру. В вакуумной камере проволока перемещается по направляющим роликам 10, натяжным роликам 11 на направляющие валы 4, которые транспортируют ее в технологические секции 8, где происходит сначала очистка ионно-лучевым источником 6, а затем напыление покрытий магнетронными распылительными устройствами 7. После нанесения покрытий проволока посредством возвратных роликов 12 возвращается в шлюзовую камеру 3 между вторым и третьим роликами 13. Все шлюзовые ролики вращаются синхронно.

Таким образом, представленное устройство позволяет осуществлять ввод-вывод нескольких проволок через одну шлюзовую камеру и одно отверстие вакуумной камеры. По данном устройстве можно получать любые металлические покрытия и покрытия из композиционных сплавов на проволоку диаметром 0,1-2,0 мм, также на органические оплетки проводов с высокой скоростью нанесения. Также могут быть нанесены двухслойные покрытия, например Ni-Ag, причем процессы обработки не приводят к удлинению проволоки к удлинению проволоки и ее разрушению.

Формула изобретения

1. Установка для обработки проволоки в вакуумной камере, содержащая подающие и приемные приводные катушки, вакуумную камеру с узлом нанесения покрытия напылением, устройство натяжения, вращающиеся поддерживающие средства, одну или несколько последовательно соединенные шлюзовые камеры с входом и выходом проволоки и уплотнительными синхронно вращающимися роликами, отличающаяся тем, что она снабжена расположенными в вакуумной камере перед узлом нанесения покрытия узлом очистки, а количество уплотнительных роликов нечетное.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что вход и выход в шлюзовых камерах совмещен.

3. Установка по любому из пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что уплотнительные ролики выполнены из эластичного материала.

4. Установка по любому из пп.1 3, отличающаяся тем, что поддерживающие средства выполнены в виде охлаждаемых валов.

5. Установка по любому из пп. 1 4, отличающаяся тем, что узел очистки выполнен в виде расположенных друг напротив друга ионно-лучевых источников очистки и разделены на технологические секции со средствами подачи рабочего газа в зону обработки.

6. Установка по любому из пп. 1 5, отличающаяся тем, что узел нанесения покрытия выполнен в виде одного или нескольких расположенных попарно напротив друг друга магнетронных распылительных устройств.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4