B - Operations – Transporting – 23 – K
Patent
B - Operations, Transporting
23
K
B23K 26/00 (2006.01) B81C 99/00 (2010.01) B23K 26/14 (2006.01) C23C 14/06 (2006.01) C23C 14/22 (2006.01) C23C 14/28 (2006.01) C23C 16/26 (2006.01) C23C 16/27 (2006.01) C23C 16/44 (2006.01) C30B 23/02 (2006.01) C30B 25/10 (2006.01) C30B 25/18 (2006.01)
Patent
CA 2181440
Laser energy is directed at a substrate to mobilize, vaporize and react a constituent (primary) element (e.g., carbon) contained within the substrate, so as to modify the composition (e.g., crystalline structure) of the constituent element, and to diffuse the modified constituent back into the substrate, as an adjunct to fabricating a coating (e.g., diamond or diamond- like carbon) on the surface of the substrate. This creates a conversion zone immediately beneath the substrate, which transitions metallurgically from the composition of the underlying substrate to a composition of the coating being fabricated on the surface of the substrate, which results in diffusion bonding of the coating to the substrate. Additional (secondary) similar (e.g., carbon) or dissimilar elements may be introduced in a reaction zone on and above the surface of the substrate to augment the fabrication of and to determine the composition of the coating. The laser energy is provided by a combination of an excimer laser, and Nd: YAG laser and a CO2 laser, the output beams of which are preferably directed through a nozzle delivering the secondary element to the reaction zone. The reaction zone is shielded by an inert (non-reactive) shielding gas (e.g., N2) delivered through the nozzle. A flat plasma is created by the lasers, constituent element and secondary element on the surface of the substrate and the flat plasma optionally extends around the edges of the substrate to fabricate a coating thereon. Pre-treatment and coating fabrication can be performed in conjunction with one another (in- situ). Alternatively, a substrate can be pre-treated to characterize its surface for subsequent coating. In either case, certain advantageous metallurgical changes are induced in the substrate due to the pre-treatment. The processes (pre-treatment and coating fabrication) are suitably performed in ambient, without preheating the substrate and without a vacuum. Substrates of numerous geometries, sizes and shapes, such as flat cutting tool inserts as well as round cutting tools, are readily coated in this manner. The lasers are directed at any suitable angle (including coaxial) relative to the substrate and/or the plasma.
On oriente une énergie laser sur un substrat afin de mobiliser, de vaporiser et de faire réagir un élément (par exemple du carbone) constitutif (primaire) contenu à l'intérieur du substrat, afin de modifier la composition (par exemple, la structure cristalline) de l'élément constitutif, et de rediffuser le constituant modifié dans le substrat, sous la forme d'un auxiliaire à la fabrication d'un revêtement (par exemple, du diamant ou du carbone type diamant) sur la surface du substrat. Ceci crée une zone de conversion immédiatement au-desssous du substrat, laquelle subit une transition métallurgique de la composition du substrat sous-jacent à une composition du revêtement fabriqué sur la surface dudit substrat, ayant pour résultat une liaison par diffusion du revêtement au substrat. On peut introduire des éléments similaires (par exemple du carbone) supplémentaires (secondaires) ou dissemblable dans une zone de réaction sur et au-dessus de la surface du substrat, afin d'améliorer la fabrication de la composition du revêtement et de déterminer cette dernière. L'énergie laser est fournie par la combinaison d'un laser à excimère, d'un laser Nd:YAG et d'un laser à CO¿2?, les faisceaux de sortie de ceux-ci sont de préférence orientés à travers un ajutage délivrant l'élément secondaire dans la zone de réaction. Ladite zone de réaction est protégée par un gaz protecteur (par exemple, N¿2?) inerte (non réactif) et délivrée par l'ajutage. Un plasma plat est créé par les lasers, l'élément constitutif ainsi qu'un élément secondaire sur la surface du substrat, et ledit plasma plat s'étend facultativement autour des bords du substrat afin de fabriquer un revêtement sur ce dernier. On peut procéder au prétraitement ainsi qu'à la fabrication du revêtement conjointement avec un autre (in situ). Dans un autre mode de réalisation, on peut prétraiter un substrat afin de caractériser sa surface destinée à un revêtement ultérieur. Dans tous les cas, certains changements métallurgiques avantageux sont induits à la surface du fait du prétraitement. Les procédés (prétraitement et fabrication du revêtement) peuvent être exécutés de manière appropriée à température ambiente, sans préchauffage du substrat et sans vide. On peut revêtir facilement de cette manière des substrats aux diverses géométries, tailles et formes, tels que des inserts d'outils coupants plats ainsi que des outils coupants ronds. Les lasers sont orientés à n'importe quel angle approprié (y compris coaxial) par rapport au substrat et/ou au plasma.
Mistry Pravin
Turchan Manuel
Qqc Inc.
Rogers Law Office
LandOfFree
Using lasers to fabricate coatings on substrates does not yet have a rating. At this time, there are no reviews or comments for this patent.
If you have personal experience with Using lasers to fabricate coatings on substrates, we encourage you to share that experience with our LandOfFree.com community. Your opinion is very important and Using lasers to fabricate coatings on substrates will most certainly appreciate the feedback.
Profile ID: LFCA-PAI-O-1835325