[发明专利]用于真空沉积的设备及方法

说明书

本发明涉及一种真空沉积设备(1)，其用于在行进的基材(S)上连续沉积由包含主元素和至少一种附加元素的金属合金形成的涂层，该设备包括真空沉积腔室(2)和用于使基材(5)行进穿过腔室的器件，其中，设备还包括：‑蒸气喷射涂覆器(3)，‑蒸发坩埚(4)，该蒸发坩埚(4)适于向蒸气喷射涂覆器供给包含主元素和至少一种附加元素的蒸气，‑再充料炉(9)，该再充料炉(9)适于向蒸发坩埚供给熔融态的主元素并且能够保持蒸发坩埚中恒定的液位，‑供给单元(11)，供给单元(11)适于供给固态的至少一种附加元素，并且适于向蒸发坩埚无差别地供给熔融态、固态或部分固态的至少一种附加元素。本发明还涉及一种在行进的基材上连续沉积由包含主元素和至少一种附加元素的金属合金形成的涂层的过程。

技术领域

本发明涉及真空沉积设备，该设备用于在基材上沉积由比如锌镁合金的金属合金形成的涂层，所述设备更具体地用于涂覆钢带，但不限于此。本发明还涉及涂覆其基材的方法。

背景技术

已知有用于在比如钢带的基材上沉积由合金构成的金属涂层的各种过程。在这些过程之中，可以提及热浴镀层、电沉积以及比如真空蒸发和磁控溅射的各种真空沉积过程。

从WO2008/142222中已知用真空沉积设备在移动的基材上沉积金属合金层，该真空沉积设备包括：声波蒸气喷射涂覆器；蒸发坩埚，该蒸发炉适于向涂覆器供给包含涂层的金属元素的蒸气；以及再充料炉，该再充料炉适于通过气压效应向蒸发坩埚供给熔融的金属合金。这种再充料炉便于生产给定的涂层成分。然而，一旦需要涂料成分的变化，就必须调整再充料炉与蒸发坩埚之间的高度。这可能导致对再充料炉进行大型工程，这在工业上是不合理的。

从EP2937442中还已知用真空沉积设备在移动的基材上沉积金属合金层，其中该真空沉积设备包括：声波蒸气喷射涂覆器；蒸发坩埚，该蒸发坩埚供给有在金属合金镀液之上略微熔融的锭。这种供给是受限制的，因为下述两种锭是必需的：一种处于金属合金镀液成分以启动该设备而另一种处于金属合金层成分以在运行功率下补偿蒸发。而且，给定合金成分的这种锭可能难以制造并且成本高昂。此外，锭的熔融速度限制了设备的跟随产线速度变化的能力。

发明内容

因此，本发明的目的是通过提供如下的用于沉积由金属合金形成的涂层的真空沉积设备以及用于制造覆盖有金属合金层的基材的过程来弥补现有技术的设备和过程的缺点，该真空沉积设备和过程允许在不损害产线容量的情况下灵活地管理金属合金成分的变化。

为此目的，本发明的第一主题是一种真空沉积设备，该真空沉积设备用于在行进的基材上连续沉积由包含主元素和至少一种附加元素的金属合金形成的涂层，该设备包括真空沉积腔室和用于使基材行进穿过腔室的器件，其中该设备还包括：

-蒸气喷射涂覆器，

-蒸发坩埚，该蒸发坩埚适于向蒸气喷射涂覆器供给包含主元素和至少一种附加元素的蒸气，

-再充料炉，该再充料炉适于向蒸发坩埚供给熔融态主元素并且能够在蒸发坩埚中保持恒定液位，

-供给单元，该供给单元适于供给固态的至少一种附加元素，并且适于向蒸发坩埚无差别地供给熔融态、固态或部分固态的至少一种附加元素。

根据本发明的设备还可以具有下面列出的单独或组合考虑的可选特征：

-供给单元包括供给管，

-供给管的下端部低于蒸发坩埚中的液位，

-蒸发坩埚包括罩，供给管连接在该罩上，

-供给管包括锭保持器，该锭保持器在一方面适于在至少一种附加元素被加热时保持至少一种附加元素，并且在另一方面适于将至少一种附加元素释放在蒸发坩埚中，

-锭保持器是具有U形横截面的阀，