一种生产多孔海绵类金属的设备制造技术

一种多孔类海绵金属的生产设备和工艺，它包括壳体及与壳体相连接的真空系统，壳体上开有门，并设有推拉式小车，磁控溅射阴极、卷绕装置及门体安装在小车上，磁控溅射阴极分两列平行安装，每列至少包含有一个靶极，卷绕机构包括由电机拖动的收、放料辊筒和牵引辊，在收、放料辊筒与牵引辊之问安装有过渡辊，并装有线速度传感器，牵引辊的径向表面上设有压力辊。被镀物在磁控溅射区域内所受力除被镀物自身的重力之外，其横断面的拉力近似于零，所以被镀物不会产生变形，完全适合于海绵类物体的镀制要求。可以一次性完成两面的膜层镀制，生产效率高，成本低，适合于工业化生产。由于两排靶极平行安装，且与被镀物平行，所以镀制的膜层均匀。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种多孔海绵类金属的生产设备和工艺，具体说是一种卷绕式磁控溅射镀膜机以及采用这种镀膜机镀制多孔海绵类金属的镀膜工艺。多孔海绵类金属在现代工业当中用途广泛，例如利用泡沫镍制作高性能的蓄电池的电极板，由于其本身为多孔状，形成的表面积大，所以可以与蓄电池液充分接触，从而使得蓄电池的性能大大提高。在其它领域，多孔海绵类金属的应用也很广泛，如在化学工业替代板材用做催化剂，以及用于过滤和隔音材料等。所以近年来多孔海绵类金属的生产倍受关注，而与其相关的工艺技术在专利文献中也不鲜见。在多孔海绵类金属的制作工艺当中，最关键的步骤是采用镀膜的方式使海面类材料金属化，而在各类镀膜机中，卷绕式磁控溅射镀膜机具有镀膜温度低、效率高、成本低等特点。现在通过国内外文献和市场所公开的卷绕式真空镀膜机有蒸发式镀膜机和磁控溅射镀膜设备，所能镀制的产品均为高拉强的聚炳、聚脂涤纶薄膜，它是无孔、致密、透明和半透明材料，在镀制过程中借助材料自身高拉强，获得卷曲时线速度可达V≥340m/min。但对于多孔海绵类材料，在镀制过程中是不允许受拉变形的，同时也不能承受较高的温度，所以现有的卷绕式蒸发镀膜机和磁控溅射镀膜机都不适合镀制多孔海绵类材料。由于受设备的限制，在目前公开的采用真空磁控溅射法镀制多孔海绵材料的工艺当中，还没有发现连续卷绕式镀制多孔海绵类材料的工艺，而在公开的工艺材料中镀制的多孔海绵类材料皆为单片状，这种工艺不能连续生产，而且现有设备中的溅射靶极的设置也限制了生产效率的提高，所以现有的设备生产效率低，生产成本高。本专利技术的目的是提供一种适合于镀制多孔海绵类金属的卷绕式磁控溅射镀膜机以及镀膜工艺，它可以克服现有技术中所存在的缺点，适合于镀制多孔海绵类材料，使其导电化，并且生产效率高，生产成本低廉。本专利技术的目的是这样实现的一种多孔海绵类金属的生产设备，它包括壳体及与壳体相连接的真空系统和充气系统，在壳体中安装有磁控溅射阴极和被镀物卷绕机构，其特征在于磁控溅射阴极分两列平行安装，每列至少包含有一个靶极，卷绕装置包括由电机拖动的收、放料辊筒和牵引辊，在收、放料辊筒与牵引辊之间安装有过渡辊，并装有线速度张力传感器，还有两个与壳体绞接的压力辊分另压紧在两个牵引辊的径向面上。压力辊上可以视需要加有配重，其重量≥0可调。配重的目的是调整压力辊与牵引辊之间的压力大小，用以改善被镀物在磁控溅射区域内的张力。本专利技术中的被镀物由放料辊筒出发，经由过渡辊，再由牵引辊与压力辊之间通过，然后再经由过渡辊卷绕在收料辊筒上，在这个卷放过程当中，被镀物经过靶极的溅射区，由两排靶极同时对被镀物的两面进行溅射镀膜，一次性完成对被镀物的双面金属化涂层的镀制工艺。本专利技术镀制多孔海绵类金属的工艺参数为功率＝80-100kw，电压＝400-600v，被镀物的线速度＝0.5-10m/min，被镀物的厚度＝0.5-3mm。本专利技术的优点是被镀物在经由靶极的溅射区域时，正好是处于两个牵引辊之间，由于压力辊对被镀物所施之力切断来自收、放料辊筒产生的拉力，使被镀物在这个区域内所受力除被镀物自身的重力之外，其横断面所受外力近似于零，所以被镀物不会产生变形，完全适合于海绵类物体的镀制要求。由于两排磁控溅射靶极同时对被镀物的两面进行溅射镀膜，可以一次性完成两面的膜层镀制，所以生产效率高，而且成本低，适合于工业化生产。由于两排靶极平行安装，且与被镀物平行，所以镀制的膜层均匀。下面结合实施例及其附图对专利技术做进一步详细的说明。附图说明图1是本专利技术实施例一(立式结构)的总体结构示意图。图2是图1所示的机壳的正面剖视图。图3是图2的俯视图。图4是本专利技术的真空室内设有前、后小车，并将小车拉出后的的结构示意图。图5是卷绕机构的结构示意图。图6是图5中的I部放大图。图7是图5中的II部放大图。图8是本专利技术立式结构的磁控溅射靶极的排列示意图。图9是本专利技术实施例二(卧式结构)的真空室结构示意图。由图1可见，实施例一主要由以下几大部份组成机壳1、卷绕机构2，磁控溅射阴极3和真空系统4。本专利技术为使真空室内迅速达到真空度要求同时保持真空度均匀，在壳体的两侧各设一套真空系统，它是由机械泵5、罗茨泵6、扩散泵7以及阀门8等附件组成的常规的高真空系统。由图2、图3和图4可见，本专利技术的壳体除两侧安装有真空系统外，还开有前门9和后门10，为了操作的方便，设有前门小车11和后门小车12，磁控溅射靶极3安装在后门小车12上，而被镀物的卷绕机构2则安装在前门小车11上，壳体设有前、后门的密封法兰，而前、后门的门体13和14固定在前门小车和后门小车上。安装在后门小车上的被镀物的卷饶机构的总体结构如图5所示，它包括放料辊15、收料辊26，这两个辊分别由两台电机拖动，承担放料和收料，还有两个由电机拖动的牵引辊16和25，在这两个牵引辊的径向侧面，各安装有一个压力辊19、22，两个压力辊通过连接臂27和28(图6和图7所示)绞接在壳体上，压力辊压紧在牵引辊上，用以减小被镀物在溅射区域内的张力。在放料辊15与牵引辊16之间安装有过渡辊17和18，过渡辊17的位置固定，18的位置可调，同样在收料端也安装有位置固定的过渡辊21和位置可调的过渡辊23，并且在放料和收料端分别安装有线速度和张力传感器20和24，分别控制和保证放料辊15和收料辊26的速度恒定。如图6和图7所示，在连接臂27和28上安装有配重29和30，配重的重量在≥0的范围内调整，这样可以使被镀物料在牵引辊和压力辊之间经过时，受到适当的压力作用，使两个牵引辊之间的物料，即使磁控溅射区域内的物料消除了来自放、收料辊的拉力，使其所受外力接近于零，避免了承受拉力而产生变形。在放料辊15与牵引辊26之间安装有由图8可见，磁控溅射阴极的八个靶极31分两纵列平行安装，每列4个，靶面相对，当被镀物料由两列靶极中间行过时，两面同时被覆以金属化涂层。参见图8，可以看到磁控溅射阴极的安装角度可以是a图所示的垂直安装，也可以以靶极中心铅垂平面的中线为轴的≤±7.5°之间可调，如b图和c图所时的位置。同时卷绕机构中两个牵引辊的中心连线可以如图5中a图所示，垂直安装，也可以以中心连线的中点为轴向左、右偏转，与铅垂线之间的夹角为≤±7.5°可调，始终保持被镀物与靶极平面平行，这样可以有效地保证膜层的质量。参见图9，可见本专利技术的另一个实施例的结构示意。该实施例与上述实施例不同的是真空室采用了卧式水平抽拉结构，本实施例的真空室一端开门，设有一个下部安装有行走轨道的小车34，磁控溅射靶极32和被镀物的卷绕装置33一同安装在一个小车上，磁控溅射阴极的8个靶极固定安装，水平排列，分上下两排，靶面同向，均朝下，卷绕装置与真空系统的结构与实施例一为相同的结构原理，只是各部件的安装位置根据卧式结构需要作了一些适应行的修改。被镀物料先后经过每排靶极的溅射区，两面被涂敷以金属化涂层。本专利技术中的磁控溅射阴极的多个靶极可以分别独立供电，也可以任选其中的几个靶极同时供电。本专利技术的实施例的功率＝80-100kw，电压＝400-600V，镀膜的线速度＝0.5-10m/min，可以镀制幅宽＝500-2000mm，厚度＝0.5-3mm的多孔海绵类物料，权利要求1.一种多孔类海绵金属的生产设备，它包括壳体及与壳体相连接的真本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔类海绵金属的生产设备，它包括壳体及与壳体相连接的真空系统和充气系统，在壳体中安装有磁控溅射阴极和被镀物卷绕机构，其特征在于壳体上开有门，并设有推拉式小车，磁控溅射阴极、卷绕装置及门体安装在小车上，磁控溅射阴极分两列平行安装，每列至少包含有一个靶极，卷绕机构包括由电机拖动的收、放料辊筒和牵引辊，在收、放料辊筒与牵引辊之间安装有过渡辊，并装有线速度和张力传感器，还有两个与壳体绞接的压力辊分别压紧在两个牵引辊的径向表面上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：付超，刘敏，王毓民，郑恩涛，魏海波，李爽，
申请(专利权)人：沈阳金昌普新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]