BRPI0806610A2

BRPI0806610A2 - processo de revestimento de um substrato, instalação de execução do processo e dispositivo de alimentação em metal de uma tal instalação

Info

Publication number: BRPI0806610A2
Application number: BRPI0806610-8A
Authority: BR
Inventors: Daniel Chaleix; Daniel Jacques; Florent Sponem
Original assignee: Arcelormittal France
Priority date: 2007-01-16
Filing date: 2008-01-16
Publication date: 2011-09-20
Also published as: UA101607C2; MX2009007512A; PL2111477T3; BRPI0806610B1; CN101622371B; EP2111477A2; CN101622371A; BRPI0806610B8; EP2111477B1; ZA200904774B; CA2675271A1; HUE043907T2; RU2458180C2; WO2008107538A3; KR20090101461A; TR201908607T4; US20100068412A1; EP1947210A1; MA31095B1; KR101472605B1

Abstract

PROCESSO DE REVESTIMENTO DE UM SUBSTRATO, INSTALAçãO DE EXECUçãO DO PROCESSO E DISPOSITIVO DE ALIMENTAçãO EM METAL DE UMA TAL INSTALAçãO. A presente invenção refere-se a um processo de revestimento de pelo menos uma face de um substrato em deslocamento, por evaporação sob vácuo de uma camada de metal ou de liga metálica suscetível de ser sublimado(a), de acordo com o qual o metal ou liga metálica é disposto em frente à face do substrato sob a forma de pelo menos dois lingotes colocados em contato um com o outro, a superfície dos lingotes voltada na direção da dita face do substrato sendo mantida paralela ao substrato e a uma distância constante desse último, no decorrer do revestimento, assim como a uma instalação de revestimento de execução do processo e a um dispositivo de alimentação em metal (1) para uma tal instalação.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO DE REVESTIMENTO DE UM SUBSTRATO, INSTALAÇÃO DE EXECU- ÇÃO DO PROCESSO E DISPOSITIVO DE ALIMENTAÇÃO EM METAL DE

UMA TAL INSTALAÇÃO".

A presente invenção se refere-se a um processo de revestimen- to de substrato em deslocamento, mais especialmente destinado ao revesti- mento de tiras de aço por camadas à base de elementos metálicos, tais co- mo o magnésio por exemplo, sem por essa razão ser limitada.

São conhecidos diferentes processos que permitem colocar so- bre um substrato em deslocamento, tal como uma tira de aço, revestimentos metálicos compostos por uma camada de metal, por várias camadas suces- sivas de diferentes metais, ou então ainda por ligas metálicas. Dentre essas últimas, poderão ser citadas a galvanização por imersão a quente, a eletro- deposição ou então ainda os diferentes processos de colocação sob vácuo ("sputtering" por magnetron, evaporação por efeito jouhe, por bombardea- mento eletrônico e por plasma autoinduzido também chamado SIP).

Os processo de colocação sob vácuo apresentam a vantagem de serem respeitosos do meio ambiente e permitir colocar virtualmente todos os elementos conhecidos, mas também as ligas. Quando se deseja proceder à colocação de modo contínuo de uma camada metálica sobre um substrato em deslocamento, então se apresenta o problema da alimentação do recinto de colocação com metal a colocar.

É conhecido um primeiro tipo de instalações de revestimento no qual o metal a colocar é mantido sob a forma líquida por fusão dentro de um forno e depois é encaminhado para a zona de colocação com o auxílio de uma bomba por exemplo, ou então ainda pelo princípio do barômetro. Esse tipo de instalação entretanto não é adaptado à colocação de elementos me- tálicos que se sublimam, quer dizer que passam diretamente da fase sólida para a fase gasosa.

Também é conhecido um segundo tipo de instalações de reves- timento no qual o metal a colocar está sob a forma sólida, como por exemplo sob a forma de fios que são introduzidos de modo regular, ou então ainda sob a forma de grânulos que são colocados no interior de um cadinho inerte feito de grafite. Essas instalações permitem a colocação de elementos metá- licos que se sublimam, mas o processo de colocação apresenta instabilida- des que geram espessuras de revestimento não-homogêneas no decorrer do tempo, assim como uma limitação da potência de aquecimento, que não permite atingir velocidades de colocação suficientes.

O objetivo da presente invenção é portanto corrigir os inconveni- entes dos processos da arte anterior colocando para isso à disposição um processo de fabricação de um substrato em deslocamento por um metal ou liga metálica sublimável que permita um funcionamento estável no tempo a uma velocidade de colocação elevada.

Para isso, um primeiro objeto da presente invenção é constituído por um processo de revestimento de pelo menos uma face de um substrato em deslocamento, por evaporação sob vácuo de uma camada de metal ou de liga metálica suscetível de ser sublimado(a), de acordo com o qual o dito metal ou liga metálica é disposto em frente à dita face do substrato sob a forma de pelo menos dois lingotes colocados em contato um com o outro, a superfície dos ditos lingotes voltada na direção da dita face do substrato sendo mantida paralela ao substrato e a uma distância constante desse últi- mo, no decorrer do revestimento.

O processo de acordo com a invenção pode compreender dife- rentes características, tomadas sozinhas ou em combinação:

- os lingotes de metal ou de liga metálica suscetível de ser su- blimado(a) podem ser deslocados simultaneamente, de modo contínuo ou seqüencial, a fim de manter suas superfícies voltadas para o substrato para- lelas e a distância constante desse último,

- os lingotes de metal ou de liga metálica suscetível de ser su- blimado(a) podem ser deslocados simultaneamente por translação, a super- fície dos lingotes oposta àquela voltada na direção do substrato estando em contato com um plano inclinado,

- os lingotes podem ser deslocados simultaneamente por trans- lação em um plano paralelo ao plano de deslocamento do substrato e em uma direção perpendicular à direção de deslocamento do substrato, a super- fície dos lingotes oposta àquela voltada na direção do substrato estando em contato com um plano inclinado,

-os lingotes podem ser deslocados simultaneamente por trans- lação em um plano paralelo ao plano de deslocamento do substrato e em uma direção paralela à direção de deslocamento do substrato, a superfície dos lingotes oposta àquela voltada na direção do substrato estando em con- tato com um plano inclinado,

- o substrato pode se deslocar em posição vertical, os lingotes sendo empilhados um sobre o outro,

- é possível revestir o substrato em suas duas faces por evapo- ração sob vácuo de uma camada de metal ou de liga metálica suscetível de ser sublimado(a), o metal ou liga metálica sendo disposto em frente a cada face do substrato sob a forma de pelo menos dois lingotes colocados em contato um com o outro, a superfície dos lingotes voltada na direção de cada face do substrato sendo mantida paralela e a distância constante da face do substrato, no decorrer do revestimento,

- o metal ou liga metálica pode ser idêntico(a) ou diferente para cada face do substrato,

- o processo de evaporação sob vácuo pode ser um processo de colocação por evaporação por plasma, tal como uma colocação por evapo- ração por plasma autoinduzido (SIP).

- o metal ou liga metálica pode ser escolhido entre o zinco, o magnésio, o cromo, o manganês, o silício e suas ligas e é de preferência magnésío ou uma de suas ligas,

- a colocação por evaporação sob vácuo pode ser efetuada em uma atmosfera reativa,

- o substrato em deslocamento pode ser uma tira de aço, even- tualmente já revestida previamente e de preferência, uma tira de aço previ- amente revestida de zinco ou de liga de zinco e na qual é colocada uma ca- mada de magnésio ou de liga de magnésio. Um segundo objeto da invenção é constituído por uma instala- ção de revestimento de modo contínuo de um substrato S em pelo menos uma de suas faces por uma camada de um metal ou de uma liga metálica suscetível de ser sublimado(a), que compreende um recinto sob vácuo que contém:

- um dispositivo de revestimento por evaporação sob vácuo,

- meios de deslocamento do dito substrato S dentro do dispositi- vo de revestimento,

- um dispositivo de alimentação 1, 11, 21 feito de metal ou de liga metálica do dispositivo de revestimento, o dito metal ou liga metálica se apresentando sob a forma de lingotes L1.....Ln, L'1, ..., L'n e compreenden- do meios que permitem manter os lingotes L1, ..., Ln, L'1.....L'n em contato

uns com os outros e de manter a superfície dos lingotes L1, ..., Ln1 L'1, ..., L'n voltada na direção da face a revestir do substrato S, paralela e a distân- cia constante do substrato S.

A instalação de acordo com a invenção pode também compre- ender as variantes seguintes, tomadas isoladamente ou em combinação:

- o dispositivo de alimentação 1, 11, 21 pode compreender mei- os que permitem deslocar simultaneamente os lingotes L1.....Ln, L'1, ..., L'n de modo seqüencial ou contínuo a fim de manter suas superfícies voltadas para o substrato S paralelas e a distância constante desse último,

- o dispositivo de alimentação 11 pode compreender pelo menos um plano inclinado 2, 2' com o qual os lingotes L1, ..., Ln, L'1.....L'n estão em contato por sua face oposta àquela voltada na direção do substrato S, os meios de deslocamento dos lingotes L1, ..., Ln, L'1.....L'n permitindo deslo- car os mesmos por translação em um plano paralelo ao plano de desloca- mento do substrato S e em uma direção perpendicular à direção de deslo- camento do substrato Seo plano inclinado 2, 2' apresentando uma inclina- ção que aumenta na direção de deslocamento dos lingotes L1, ..., Ln, L'1, ..., L'n,

- os meios de deslocamento dos lingotes L1, ..., Ln, L'1..... L'n podem ser constituídos por pelo menos um êmbolo 3, 3' que age sobre um primeiro lingote L1, L'1 em contato com uma primeira extremidade do plano inclinado 2, 2', e que se estende transversalmente em relação ao substrato S, o primeiro lingote L1, L'1 agindo por sua vez sobre os lingotes L2, ..., Ln, L'2, ..., L'n que o precedem no dito plano inclinado 2, 2' até sua segunda ex- tremidade,

- a instalação pode compreender um primeiro plano inclinado 2 munido de lingotes L1, ..., Ln e de um primeiro êmbolo 3 que age sobre o primeiro lingote L1 em contato com a primeira extremidade do primeiro plano inclinado 2 e um segundo plano 2' inclinado munido de lingotes L'1, ..., L'n e de um segundo êmbolo 3' que age sobre o primeiro lingote L'1 em contato com a primeira extremidade do segundo plano inclinado 3', os ditos êmbolos 3, 3' podendo agir na mesma direção ou em direções contrárias,

- a instalação pode compreender dois tanques 4 de recuperação por gravidade dos lingotes gastos U, colocados sob cada segunda extremi- dade dos planos inclinados 2, 2',

- o dispositivo de alimentação 11, 21 pode compreender pelo menos um plano inclinado, 12, 22 com o qual os lingotes L', ..., Ln estão em contato por sua face oposta àqueia voitaaa na direção do substrato S, os meios de deslocamento dos lingotes permitindo deslocar os mesmos por translação em um plano paralelo ao plano de deslocamento do substrato S e em uma direção paralela à direção de deslocamento do substrato Seo pla- no inclinado 12, 22 apresentando uma inclinação que aumenta na direção de deslocamento dos lingotes L1, Ln1

- os meios de deslocamento dos lingotes L1..... Ln podem ser constituídos por pelo menos um êmbolo 13, 23 que age sobre um primeiro lingote L1 em contato com uma primeira extremidade do plano inclinado 12, 22, e que se estende longitudinalmente em relação ao substrato S, o primei- ro lingote L1 agindo por sua vez sobre os lingotes L2, ..., Ln que o precedem no plano inclinado 12, 22 até sua segunda extremidade,

- a instalação pode compreender um tanque de recuperação por gravidade dos lingotes gastos, colocado sob a segunda extremidade do pla- no inclinado 12, 22, - o substrato S pode se deslocar em posição vertical, o dispositi- vo de alimentação 21 compreendendo pelo menos uma placa vertical 24 na qual são empilhados os lingotes L1, ..., Ln e que está em contato com pelo menos um êmbolo vertical 23 em posição vertical,

- a instalação pode compreender um dispositivo de alimentação 1, 11,21 em frente a cada face do substrato S1 cada dispositivo de alimenta- ção 1, 11, 21 podendo conter um metal ou uma liga metálica idêntico(a) ou diferente, assim como um dispositivo de evaporação sob vácuo em frente a cada face do substrato S, o conjunto sendo colocado dentro de um mesmo recinto sob vácuo,

- a instalação pode compreender meios de introdução de uma atmosfera reativa dentro do recinto sob vácuo,

- o ou os dispositivos de evaporação sob vácuo podem ser dis- positivos de colocação por evaporação por plasma, tal como um dispositivo de colocação por evaporação por plasma autoinduzido (SIP),

- os lingotes L1, ..., Ln, L'1.....L'n de metal ou de liga metálica podem ser escolhidos entre o zinco, o magnésio, o cromo, o manganês e o siiicio ou suas iigas.

Um terceiro objeto da invenção é constituído por um dispositivo de alimentação 1, 11,21 feito de metal ou liga metálica de uma instalação de colocação por revestimento sob vácuo, tal como definido acima.

Outras características e vantagens da invenção aparecerão com a leitura da descrição a seguir, dada unicamente a título de exemplo, em referência aos esquemas anexos que representam:

- figura 1: vista em corte de um lingote metálico executado por um processo de acordo com a arte anterior,

- figura 2: vista em perspectiva de um primeiro modo de realiza- ção de uma instalação de acordo com a invenção,

- figura 3: vista em perspectiva de um segundo modo de realiza- ção de uma instalação de acordo com a invenção,

- figura 4: vista em perspectiva de um terceiro modo de realiza- ção de uma instalação de acordo com a invenção. No âmbito da presente invenção, é entendido por processo de evaporação, qualquer processo de colocação por evaporação sob pressão reduzida em relação à pressão atmosférica. A evaporação será de preferên- cia efetuada pelo processo SIP - plasma autoinduzido (self-induced plasma) no qual combina-se a evaporação sob vácuo e "sputtering" por magnetron.

Esse processo consiste em criar um plasma entre um substrato e um cadinho que contém a matéria a colocar, em um gás que permite gerar radicais e/ou íons. Esses íons vão, nas condições normais de funcionamen- to, ser acelerados na direção da superfície da matéria a colocar sobre o substrato, e arrancar átomos superficiais que se depositam em seguida so- bre o substrato. No mesmo tempo, o bombardeamento dos íons criados no plasma gera um aquecimento da matéria a colocar que permite acrescentar um processo de evaporação além da pulverização por magnetron. Será pos- sível notadamente se referir à patente EP 780 486 para maiores precisões sobre a execução desse processo.

O substrato a revestir se desloca em uma câmara sob vácuo em frente ao cadinho que contém a matéria a colocar. Esse último é polarizado negativamente em relação ao substrato, eie próprio preferencialmente ligado à massa. Um conjunto de ímãs posicionado na parte de trás do cadinho con- fina o plasma criado junto desse último. A fim de posicionar de modo bastan- te preciso o substrato a revestir em relação ao cadinho, o substrato é geral- mente disposto em um rolo de apoio que pode ser colocado em rotação em torno de seu eixo. Esse tipo de rolo no entanto não é necessário quando são tratados substratos sob a forma de placas rígidas, tais como chapas metáli- cas espessas ou placas de vidro.

O processo de acordo com a invenção consiste portanto em pro- ceder à colocação de uma camada metálica ou de liga metálica sobre um substrato em deslocamento.

Ele se aplica mais especialmente, mas não unicamente, ao tra- tamento de tiras de aço, de preferência revestidas de zinco ou de liga de zinco. Por liga de zinco, é designado todo composto que compreende pelo menos 50% de zinco e que pode conter, por exemplo, alumínio, ferro, silício, etc...

A obtenção desse revestimento prévio poderá ser feita a priori por qualquer processo conhecido de galvanização, que se trate de galvani- zação por imersão a quente, de eletrodeposição ou de colocação por evapo- ração sob vácuo, por exemplo. Serão preferidos no entanto os processo de colocação sob vácuo.

O revestimento colocado no âmbito da presente invenção é um revestimento metálico à base de elementos suscetíveis de ser sublimados por ocasião de sua colocação por evaporação sob vácuo. Isso recobre em especial elementos tais como o zinco, o magnésio, o cromo, o manganês e o silício, a título indicativo. É preferido em especial colocar magnésio sobre uma tira previamente recoberta de zinco, depois do que é possível proceder a um tratamento de difusão por qualquer meio apropriado, a fim de obter no final um revestimento de Zn-Mg1 que apresenta notadamente desempenhos elevados em matéria de resistência à corrosão.

Os presentes inventores primeiramente procederam a ensaios de evaporação de um lingote de magnésio maciço e estático colocado em frente a uma tira de aço em deslocamento dentro de uma instalação de colo- cação sob vácuo pelo processo SIP.

No final de um certo tempo de exploração, é observado que o depósito não apresenta uma espessura homogênea e que a velocidade de colocação é relativamente pequena. Foi preciso portanto interromper a colo- cação e foi possível observar o estado do lingote, do qual uma representa- ção é reproduzida na figura 1.

É possível constatar que o desgaste do lingote é bastante irregu- lar e especialmente acentuado perpendicularmente à zona de forte campo magnético. Sem querer estar ligados por uma teoria, os presentes inventores estimam que a instabilidade do processo de colocação está diretamente li- gada à irregularidade do desgaste do lingote.

A fim de estabilizar o processo, os inventores dividiram portanto o lingote maciço em pelo menos dois lingotes e mantiveram as faces superi- ores desses lingotes paralelas e a distância constante do substrato a reves- tir, compensando assim de modo contínuo ou seqüencial o desgaste devido à evaporação.

Para isso, uma primeira instalação de revestimento de acordo com a invenção, pelo processo SIP, foi desenvolvida e é parcialmente repro- duzida na figura 2, na qual é possível ver um dispositivo de alimentação 1.

Esse último é colocado sob o substrato a revestir (não- representado) que se desloca horizontalmente, acima do sistema de ímãs A de confinamento do campo magnético, que são colocados dentro de uma caixa de água. Um contraeletrodo (não-representado) é posicionado sob o dispositivo de alimentação 1 e um plasma é criado por descarga entre o con- junto contraeletrodo/ímãs e a tira de aço. Para facilitar a compreensão, foi representada a zona de erosão preferencial com o auxílio de um circuito T que representa a zona de campo magnético intenso.

O dispositivo de alimentação 1 compreende um primeiro plano inclinado 2 do qual a inclinação aumenta da esquerda para a direita. Esse plano inclinado poderá ser realizado em qualquer material apropriado, desde que esse último não seja suscetível de ser pulverizado por ocasião da ope- ração, o que viria poluir o revestimento obtido. Será possível por exemplo realizar esse primeiro plano inclinado 2 em tungstênio.

Nesse plano inclinado 2, é disposta uma série de n lingotes L1 a Ln, em contato uns com os outros e dos quais a altura vai decrescendo da esquerda para a direita. A inclinação do plano inclinado 2 é adaptada para compensar o desgaste dos lingotes L1 a Ln, de tal modo que as faces supe- riores dos lingotes L1 a Ln permanecem paralelas entre si e paralelas ao substrato a revestir que se desloca acima do dispositivo 1, perpendicular- mente ao plano inclinado 2. Mantém-se assim uma distância constante entre os ímãs e a face superior dos lingotes, assim como uma distância constante entre a face superior dos lingotes e a face do substrato a revestir. De fato, para obter um plasma que seja o mais homogêneo possível, é importante que a distância entre eletrodos (constituídos aqui pelos lingotes, por um lado e pelo substrato, por outro lado) seja a mais constante possível. É, por outro lado, também importante que a distância entre os ímãs do magnetron e a face superior dos lingotes permaneça constante. Se essas condições não são respeitadas devido ao consumo dos lingotes e isso, em um ponto qual- quer de sua face superior, o plasma se encontrará intensificado ou diminuído localmente, gerando instabilidades desse plasma e portanto, instabilidades na evaporação.

A utilização de um plano inclinado 2 permite assim obter um plasma bastante estável em qualquer ponto da zona de evaporação.

De um lado e de outro dos lingotes L1 a Ln, são previstas duas guias laterais 6 feitas de tungstênio que mantêm esses lingotes L1 a Ln bem alinhados.

À esquerda do primeiro lingote L1 é colocado um êmbolo 3 que age sobre esse primeiro lingote L1 para deslocá-lo em translação para a di- reita, ao mesmo tempo em que é guiado pelo plano inclinado 2 e pela guia lateral 6. O movimento do lingote L1 desloca em cascata todos os lingotes colocados sobre o plano inclinado 2, até que o lingote de extremidade Ln cai por gravidade dentro de um tanque de recuperação 4 que permite recepcio- nar os lingotes gastos que poderão ser fundidos e reutilizados.

Quando a extremidade ao êmboio 3 chega ao nívei da primeira extremidade do plano inclinado 2, ele está então no final do trajeto e é acio- nado no sentido inverso. Em um segundo tempo, um êmbolo vertical 5 que age sobre uma platina que leva uma série de ρ lingotes novos R1 a Rp, é acionado para cima, de modo a apresentar um novo lingote na altura da pri- meira extremidade do plano inclinado 2. O êmbolo 3 é então colocado em contato com a face lateral do lingote R1 que é empurrado contra o primeiro lingote L1 em contato com o plano inclinado 2.

É visto portanto que é possível alimentar com lingotes o disposi- tivo, de modo contínuo, sem interrupção do processo e mantendo-se a su- perfície dos lingotes em exploração ao mesmo tempo plana e paralela ao substrato a revestir graças ao plano inclinado 2 e ao movimento regular im- presso pelo êmbolo 3.

A fim de cobrir a maior parte da zona de campo magnético in- tenso T e portanto otimizar a velocidade de colocação, foi colocado um se- gundo dispositivo de alimentação 1' em todos os pontos idênticos ao disposi- tivo 1, em frente à segunda metade da zona Τ. O êmbolo 3" desloca aqui a segunda série de n lingotes L'1 a L'n da direita para a esquerda, o plano in- clinado 2' sendo orientado de modo oposto ao plano inclinado 2, mas seria absolutamente possível prever dois dispositivos de alimentação idênticos em todos os pontos para cada metade da zona T.

É constatado que nesse modo de realização, é possível otimizar o tamanho dos lingotes determinando-se para isso sua largura em função da largura da zona T.

Em um segundo modo de realização, tal como representado na figura 3, é possível ver um dispositivo de alimentação 11, que compreende de modo similar ao primeiro modo de realização, um plano inclinado 12 que leva uma série de n lingotes L1 a Ln que se estendem transversalmente em relação ao substrato em deslocamento em um plano horizontal (não- representado). O ambiente do dispositivo de alimentação 11 é idêntico àque- le descrito para a figura 2.

O lingote L1 é deslocado pela ação dos êmbolos 13 que permi- tem fazer os lingotes L1 a Ln avançarem sobre o piano inclinado 12 até caí- rem por gravidade dentro de um tanque de recuperação (não-representado) colocado sob a segunda extremidade do plano inclinado 12.

O recarregamento em lingotes é feito por uma placa 14 colocada em movimento por dois êmbolos 15, que sustenta um empilhamento de ρ lingotes R1 a Rp e funciona da mesma maneira que o dispositivo correspon- dente da figura 2. De um lado e de outro dos lingotes L1 a Ln1 são previstas duas guias laterais 16 feitas de tungstênio que mantêm esses lingotes L1 a Ln bem alinhados.

É constatado também que esse modo de realização da instala- ção de acordo com a invenção permite se adaptar facilmente a diferentes larguras de substrato a revestir. De fato, basta modificar a largura dos Iingo- tes e o afastamento das peças 16 para obter um dispositivo que apresenta a largura exatamente necessária para o revestimento em curso.

Em um terceiro modo de realização, tal como representado na figura 4, é possível ver um dispositivo de alimentação 21, que compreende de modo similar ao primeiro modo de realização, dois planos inclinados 22 que levam uma série de η lingotes L1 a Ln que se estendem transversalmen- te em relação ao substrato S em deslocamento em um plano vertical. Esses planos inclinados 22 apresentam por outro lado chapas laterais que assegu- ram um bom alinhamento dos lingotes.

O lingote L1 é deslocado pela ação de dois êmbolos verticais 23 sobre uma placa vertical 24, o que permite fazer os lingotes L1 a Ln avança- rem ao longo dos planos inclinados 22.

Quando o lingote superior Ln chega além da extremidade dos planos inclinados 22, um êmbolo horizontal 25 é acionado lateralmente con- tra a face desse lingote, que pode assim ser evacuado para o lado.

Esse modo de realização permite revestir o substrato de modo fácil em posição vertical. Essa posição permite por outro lado realizar muito facilmente um revestimento biface colocando-se para isso um dispositivo de alimentação de acordo com a invenção de cada lado do substrato, tudo sen- do colocado dentro do mesmo recinto de pressão reduzida.

Ensaios

Ensaios foram realizados a partir de uma montagem de acordo com o primeiro modo de realização e de um dispositivo de evaporação por plasma autoinduzido (SIP). Lingotes de zinco puro ou de magnésio puro com uma espessura de 4 cm e com uma largura de 10 cm foram utilizados para revestir tiras de aço cuja largura variou entre 50 e 200 cm. As tiras de aço se deslocavam a 100 m/min sobre um rolo de apoio. Também foi feito a veloci- dade de evaporação dos lingotes variar.

A distância entre a superfície superior dos lingotes e as tiras de aço a revestir foi mantida a 5 cm e a abertura da câmara, que corresponde à zona de depósito no sentido de deslocamento da tira, foi regulada a 40 cm. Em todos os ensaios realizados, foi determinada a velocidade de desloca- mento dos lingotes que é preciso atingir para obter uma espessura de depó- sito da ordem de 1,5 μηι. Os resultados estáo reunidos nas três tabelas seguintes:

<table>table see original document page 14</column></row><table>

É constatado que a velocidade de deslocamento dos lingotes depende essencialmente da largura da tira a revestir e da velocidade de e- vaporação da matéria de revestimento.

Resultados análogos foram obtidos a partir de montagens de acordo com os segundo e terceiro modos de realização.

De um modo geral, é constatado que uma velocidade de deslo- camento dos lingotes compreendida entre 1 e 15 cm/min permite atingir os alvos de espessura de revestimento procurados. Se for desejado atingir es- pessuras de revestimento maiores, basta então fazer o substrato passar di- ante de uma série de dispositivos de revestimentos. Assim, para obter uma espessura de zinco da ordem de 7,5 μΐη nas condições de evaporação indi- cadas nas tabelas acima, serão precisos cinco dispositivos de revestimento.

Qualquer que seja o modo de realização adotado, a invenção apresenta também a vantagem de não necessitar o uso de cadinhos feitos de grafite, o que permite realizar facilmente depósitos em atmosfera reativa.

Isso pode notadamente permitir realizar depósitos de óxidos, de nitretos, de sulfetos, de fluoretos metálicos, por exemplo, e isso com velocidades de co- locação elevadas.

Como foi possível ver ao longo das descrições de alguns modos de realização preferidos da invenção, o revestimento pode notadamente ser efetuado quando o substrato se desloca de modo horizontal ou vertical. É evidente que o revestimento pode também ser efetuado para qualquer posi- ção do substrato que seria intermediária entre a horizontal e a vertical.

Claims

1. Processo de revestimento de pelo menos uma face de um substrato em deslocamento, por evaporação sob vácuo de uma camada de metal ou de liga metálica suscetível de ser sublimado(a), de acordo com o qual o dito metal ou a dita liga metálica é disposto em frente à dita face do substrato sob a forma de pelo menos dois lingotes colocados em contato um com o outro, a superfície dos ditos lingotes voltada na direção da dita face do substrato sendo mantida paralela ao substrato e a uma distância constan- te desse último, no decorrer do revestimento.

2. Processo de revestimento de acordo com a reivindicação 1, no qual os ditos lingotes de metal ou de liga metálica suscetível de ser su- blimado(a) são deslocados simultaneamente, de modo contínuo ou seqüen- cial, a fim de manter suas superfícies voltadas para o substrato paralelas e a distância constante desse último.

3. Processo de revestimento de acordo com a reivindicação 2, no qual os ditos lingotes de metal ou de liga metálica suscetível de ser su- blimado(a) são deslocados simultaneamente por translação, a superfície dos lingotes oposta àquela voltada na direção ao substrato estando em contato com um plano inclinado.

4. Processo de revestimento de acordo com a reivindicação 3, no qual os ditos lingotes são deslocados simultaneamente por translação em um plano paralelo ao plano de deslocamento do substrato e em uma direção perpendicular à direção de deslocamento do substrato, a superfície dos lin- gotes oposta àquela voltada na direção do substrato estando em contato com o dito plano inclinado.

5. Processo de revestimento de acordo com a reivindicação 3, no qual os ditos lingotes são deslocados simultaneamente por translação em um plano paralelo ao plano de deslocamento do substrato e em uma direção paralela à direção de deslocamento do substrato, a superfície dos lingotes oposta àquela voltada na direção do substrato estando em contato com o dito plano inclinado.

6. Processo de revestimento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, no qual o dito substrato se desloca em posição vertical, os ditos lingotes sendo empilhados um sobre o outro.

7. Processo de revestimento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, no qual reveste-se o substrato em suas duas faces por evaporação sob vácuo de uma camada de metal ou de liga metálica suscetí- vel de ser sublimado(a), o dito metal ou a dita liga metálica sendo disposto em frente a cada face do substrato sob a forma de pelo menos dois lingotes colocados em contato um com o outro, a superfície dos ditos lingotes voltada na direção de cada face do substrato sendo mantida paralela e a distância constante da dita face do substrato, no decorrer do revestimento.

8. Processo de revestimento de acordo com a reivindicação 7, no qual o dito metal ou a dita liga metálica é idêntico(a) para cada face do substrato.

9. Processo de revestimento de acordo com a reivindicação 7, no qual o dito metal ou a dita liga metálica é diferente para cada face do substrato.

10. Processo de revestimento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, no qual o processo de evaporação sob vácuo é um processo de colocação por evaporação por plasma.

11. Processo de revestimento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, no qual o dito metal ou a dita liga metálica é escolhido entre o zinco, o magnésio, o cromo, o manganês, o silício e suas ligas.

12. Processo de revestimento de acordo com a reivindicação 11, no qual o dito metal ou a dita liga metálica é o magnésio ou suas ligas.

13. Processo de revestimento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, no qual a colocação por evaporação sob vácuo pode ser efetuada em uma atmosfera reativa.

14. Processo de revestimento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, no qual o substrato em deslocamento é uma tira de aço, eventualmente já revestida previamente.

15. Processo de revestimento de acordo com a reivindicação 14, no qual o substrato é uma tira de aço previamente revestida de zinco ou de liga de zinco e na qual é colocada uma camada de magnésio ou de liga de magnésio.

16. Instalação de revestimento de modo contínuo de um substra- to (S) em pelo menos uma de suas faces por uma camada de um metal ou de uma liga metálica suscetível de ser sublimado(a), que compreende um recinto sob vácuo que contém: - um dispositivo de revestimento por evaporação sob vácuo, - meios de deslocamento do dito substrato (S) dentro do disposi- tivo de revestimento, - um dispositivo de alimentação (1, 11, 21) feito de metal ou de liga metálica do dispositivo de revestimento, o dito metal ou liga metálica se apresentando sob a forma de lingotes (L1, ..., Ln, L'1, ..., L'n) e compreen- dendo meios que permitem manter os ditos lingotes (L1, ..., Ln, L'1, L'n) em contato uns com os outros e de manter a superfície dos ditos lingotes (L1.....Ln, L'1, ..., L'n) voltada na direção da face a revestir do substrato (S), paralela e a distância constante do dito substrato (S).

17. Instalação de revestimento de acordo com a reivindicação 16, na quai o dito dispositivo de alimentação (1, 11, 21) compreende meios que permitem deslocar simultaneamente os ditos lingotes (L1, ..., Ln1 L'1, ..., L'n) de modo seqüencial ou contínuo a fim de manter suas superfícies volta- das para o substrato (S) paralelas e a distância constante desse último.

18. Instalação de acordo com a reivindicação 17, na qual o dito dispositivo de alimentação (11) compreende pelo menos um plano inclinado (2, 2') com o qual os ditos lingotes (L1, ..., Ln, L'1, ..., L'n) estão em contato por sua face oposta àquela voltada na direção do dito substrato (S), os ditos meios de deslocamento dos lingotes (L1, ..., Ln, L'1, ..., L'n) permitindo des- locar os mesmos por translação em um plano paralelo ao plano de desloca- mento do substrato (S) e em uma direção perpendicular à direção de deslo- camento do substrato (S) e o dito plano inclinado (2, 2') apresentando uma inclinação que aumenta na direção de deslocamento dos ditos lingotes (L1, ...,Ln, L'1.....L'n).

19. Instalação de acordo com a reivindicação 18, na qual os di- tos meios de deslocamento dos lingotes (L1.....Ln1 L'1.....L'n) são constitu- ídos por pelo menos um êmbolo (3, 3') que age sobre um primeiro lingote (L', L'1) em contato com uma primeira extremidade do dito plano inclinado (2, 2'), e que se estende transversalmente em relação ao substrato (S)1 o dito pri- meiro lingote (L', L'1) agindo por sua vez sobre os lingotes (L2, ..., Ln1 L'2..... L'n) que o precedem no dito plano inclinado (2, 2') até sua segunda extremidade.

20. Instalação de acordo com a reivindicação 19, que compre- ende um primeiro plano inclinado (2) munido de lingotes (L1, ..., Ln) e de um primeiro êmbolo (3) que age sobre o primeiro lingote (L1) em contato com a primeira extremidade do dito primeiro plano inclinado (2) e um segundo pla- no inclinado (2') munido de lingotes (L'1, ..., L'n) e de um segundo êmbolo (3') que age sobre o primeiro lingote (L'1) em contato com a primeira extre- midade do dito segundo plano inclinado (3'), os ditos êmbolos (3, 3') poden- do agir na mesma direção ou em direções contrárias.

21. Instalação de acordo com a reivindicação 20, que compre- ende dois tanques (4) de recuperação por gravidade dos lingotes gastos (U), colocados sob cada segunda extremidade dos ditos planos inclinados (2, 2').

22. Instalação de acordo com a reivindicação 17, na qual o dito dispositivo de alimentação (11, 21) compreende pelo menos um plano incli- nado (12, 22) com o qual os ditos lingotes (L1.....Ln) estão em contato por sua face oposta àquela voltada na direção do dito substrato (S)1 os ditos meios de deslocamento dos lingotes permitindo deslocar os mesmos por translação em um plano paralelo ao plano de deslocamento do substrato (S) e em uma direção paralela à direção de deslocamento do substrato (S) e o dito plano inclinado (12, 22) apresentando uma inclinação que aumenta na direção de deslocamento dos ditos lingotes (L1, ..., Ln).

23. Instalação de acordo com a reivindicação 22, na qual os di- tos meios de deslocamento dos lingotes (L1.....Ln) são constituídos por pe- lo menos um êmbolo (13, 23) que age sobre um primeiro lingote (L1) em contato com uma primeira extremidade do dito plano inclinado (12, 22), e que se estende longitudinalmente em relação ao substrato (S), o dito primei- ro lingote (L1) agindo por sua vez sobre os lingotes (L2, ..., Ln) que o prece- dem no dito plano inclinado (12, 22) até sua segunda extremidade.

24. Instalação de acordo com a reivindicação 23, que compre- ende um tanque de recuperação por gravidade dos lingotes gastos, colocado sob a dita segunda extremidade do plano inclinado (12, 22).

25. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações -22 a 25, na qual o substrato (S) se desloca em posição vertical, o dito dispo- sitivo de alimentação (21) compreendendo pelo menos uma placa vertical (24) na qual são empilhados os ditos lingotes (L1, ..., Ln) e que está em con- tato com pelo menos um êmbolo vertical (23).

26. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações -16 a 25, que compreende um dispositivo de alimentação (1, 11, 21) em fren- te a cada face do dito substrato (S), cada dispositivo de alimentação (1, 11, -21) podendo conter um metal ou uma liga metálica idêntico(a) ou diferente, assim como um dispositivo de evaporação sob vácuo em frente a cada face do dito substrato (S), o conjunto sendo colocado dentro de um mesmo recin- to sob vácuo.

27. instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações -16 a 26, que compreende meios de introdução de uma atmosfera reativa dentro do dito recinto sob vácuo.

28. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações -16 a 27, na qual o dito ou os ditos dispositivos de evaporação sob vácuo são dispositivos de colocação por evaporação por plasma.

29. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações -16 a 28, na qual os ditos lingotes (L1, ..., Ln, L'1, ..., L'n) de metal ou de liga metálica são escolhidos entre o zinco, o magnésio, o cromo, o manganês e o silício ou suas ligas.

30. Dispositivo de alimentação (1, 11, 21) feito de metal ou liga metálica de uma instalação de colocação por revestimento sob vácuo, como definido em qualquer uma das reivindicações 16 a 29.