[发明专利]关于金属表面处理的改进

说明书

本发明涉及到金属表面的处理，诸如对这种表面的清洗（诸如消除锈皮、氧化层和污染物等）热处理和涂镀等。

为清洗之目的、并考虑到随后的处理和喷涂，最好利用清洗和处理后表面的蒸发来对金属表面进行处理的技术，长期以来已是一种公知技术，并且建议使用各种机械的和/或化学的装置以执行这种清洗。

已经发现，在很多情况及很多应用中，这样的一种机械的和/或化学的清洗处理要不是不能有效地达到所需的清洗程度，就是要使用昂贵而复杂的设备和方法。实际上，这也可能损坏被处理的表面。

已经有过这样的建议，即使金属物体的表面承受真空电弧放电以对其进行清洗，其中，所述的金属物体构成了一个有效的阴极。这样一种建议已经在例如如下的文献中作出了：美国专利说明书4，534，921、英国专利说明书2086788及在Fizikai Khimiya Obrabotki Materialov，Vol.21，No.3，1987pp49-53上由V.E.Bulat和M.Kh.Esterlis发表的名称为“Removing Scale，Oxide Films and Contaminants from Metal Components by vacuum Electric Discharge”的论文。

在这篇论文中，解释了这样一种真空电弧放电，它发生在所述阳极和被认为是阴极点的阴极上面的个别位置之间，并且这些点可在所述阴极的表面上任意移动。通常在真空电弧放电中产生阴极放电点的现象在“Vacuum Arcs：Theory and Application，J.M Lafferty，Editor;Wiley 1980”中已有描述。关于真空电弧放电中阴极点的性质和特性在由Ⅰ.Nikoshevitz，Nauka Technico，Minsk1988出版的名为“The treatment of metal objects by electric erosion”的书中已作了颇为详细的叙述。在这部书中建议，所述的阴极点可以被归纳为两个主要类型，即：（a）一种是此后称之为“大而缓慢移动（LS）”的阴极点，这种阴极点具有大于1mm的平均直径，并且以小于每秒100cm的平均速度移动;和

（b）另一种是此后称之为“小而快速移动（SF）”的阴极点，这种阴极点具有小于1mm的平均直径，并且以每秒大于100cm的速度移动。

特别是，本发明人也对所述阴极点的尺寸和运动的特性进行了研究，并且这种研究是从所述真空电弧放电的电压电流特性的角度来进行的。因此，可以示出所述电压电流特性是由逐渐上升和逐渐下降的部分组成的，即是由具有正梯度和负梯度的部分组成的。本发明人还示出了在所述电弧放电的最初阶段，在所述阳极和阴极之间的间隔较小的情况下，所述的电弧从一个唯一的或者是非常有限的阴极点延伸到所述阴极的一个非常有限的区域内。增加所述的电弧电流伴随有所述电弧电阻的增加，其结果是必将伴随有所述电弧电压的增加。因此，在所述电弧放电的最初阶段，所述的电弧电压电流特性具有正的梯度。

由于进一步增加所述的电弧电流的结果，当所述阴极点的数量增加并且如前所指出的它们能够在整个阴极表面上任意移动时，所述电弧的体积就要显著增加，其结果是在所述电弧中的蒸气密度将会显著减少，进而使所述电弧电阻减小，其结果使所述电弧电压电流转入负梯度部分。

然而，假如现在电弧中的蒸气密度超过了规定的临界值，例如通过电弧电流的不断增加以及随之而引起的所述阴极表面蒸发物的增加，那么，所述电弧电压电流特性将会再一次地转入正梯度区域。

特别通过本发明人还可以进一步示出，通过保证所述电弧放电的体积或其横截面积不超过某个预定临界值，可以实现所述电压电流特性从负梯度部分到正梯度部分的推移，从而可以看出利用本发明可以达到如下效果，即在有限的电弧体积中的蒸气密度相对而言较高。换句话说，通过增加电弧电流，可以在保持所述电弧横截面基本不变或被减少的同时，实现与所述电压电流特性相关的从负梯度到正梯度的转变。

现在，从总是发生在待被处理表面上所述阳极点区域内的电弧作用的角度来看，事实是所述阴极点在待被处理表面上的任意移动必将导致所述表面的非一致处理。