CN114514341A - 用于借助于电活性固体颗粒对金属表面进行干式处理的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于借助于电活性固体颗粒(9)对金属表面(1)进行干式处理的方法和设备，包括：使颗粒(9)与电源(2)的电极(3)接触的步骤，将粒子(9)投射待处理金属表面的步骤，以及将电荷从颗粒向待处理金属表面传输的步骤。在投射步骤期间，在电源(2)与金属表面(1)之间进行的电传输优选地是通过颗粒(9)的净电荷进行的，或者是通过接触凭借导电性进行的或者是借助于电弧凭借导电性进行的。施加到电极的电流优选地是直流或包含正部分和负部分的电流。优选地，在颗粒(9)之间的介质中存在导电元素，该导电元素增加借助于电弧的颗粒之间的导电性。优选地，该方法涉及与电活性颗粒同时或连续使用磨料颗粒的步骤。
Description
发明目的
本发明的目的是用于对于金属表面进行处理或抛光的方法，其特征是将电活性固体颗粒从连接到电源的电极喷射在待抛光零件上。该方法允许进行金属表面的干式抛光，而不必将待处理的表面引入水槽中，这允许处理由于其尺寸、位置等特征而在以前无法处理的表面(例如大元件、不可移动元件等)。该方法具有的优点和特征意味着相对于现有技术具有显著的新颖性。
本发明的目的同样是用于通过将电活性固体颗粒从电源的电极喷射到待处理金属表面来处理金属表面的设备。这些设备允许从给定距离处理金属表面，而不必将表面引入水槽内。这允许处理大元件、不可移动元件等的表面。这些设备可设计成借助于机械臂处理大元件，以便它们在舱室中使用、以便它们在生产线中的线上使用、以便它们在便携式或独立设备中使用。这些设备具有优点，并且意味着对于在下面详述的现有技术具有显著的进步。
技术领域
本发明的领域是从事金属表面处理的工业领域。即从事抛光金属表面的工业领域，其应用于例如航空、建筑、自动化、医学、烧结激光以及许多其它应用领域的领域。
背景技术
目前，市场上存在通过将磨料颗粒喷射在待处理表面上的抛光系统。颗粒被强力地推向表面，产生与驱动力成比例的抛光效果。这种通过喷射磨料颗粒的抛光系统具有一系列缺点。通过喷射磨料颗粒的抛光系统引起待施加表面上缺乏均匀性，因为研磨与表面和颗粒之间的压力有关。具有较大暴露的零件承受更多的研磨作用，这产生顶点和边缘的清晰度损失。这限制了在需要准确性或保持清晰边缘的情况下的应用。而且，通过喷射磨料颗粒抛光的系统引起金属表面上包含相同的磨料颗粒，降低了表面的关于耐久性、耐化学性和牵引的特性。对于使用磨料颗粒的通过喷射磨料颗粒的抛光系统，以及对于磨料颗粒和在过程期间产生的悬浮粉尘和微粒，对呼吸健康也存在显著的风险。
另一方面，存在干式电解抛光系统，其在ES2604830(A1)中公开为“借助于自由固体通过离子运输来平滑和抛光金属的方法”。该方法基于在由能够进行离子运输的固体颗粒组成的介质中引入和摩擦待处理零件，同时在零件与反电极之间施加电势。这种干式电解抛光系统允许获得具有低粗糙度和良好光洁度的表面。另外，该系统不会显著地修改待抛光物体中的顶点或角边缘。这种干式电解抛光系统具有若干缺点，其中要指出的是，它在处理大尺寸零件(例如机翼)上是不可行的，并且不能将其应用于处理不可移动元件(例如建筑元件)等。
通过喷射电活性颗粒对金属表面进行干式抛光的方法(本发明的目的)意指显著的进步，因为该方法允许结合干式电解抛光系统的良好光洁度与通过喷射磨料颗粒进行抛光的优点，扩大了前者的应用领域并减少了后者的缺点。然而，为了实现该目的，必须以独特的方式克服存在的若干障碍(例如待用固体颗粒的性质、它们的压实度或电流的类型)。
发明内容
通过喷射电活性颗粒进行的金属表面干式抛光方法和设备具有下面详述的一系列确认的优点和特征。
术语“电活性固体颗粒”在本文中指可以带电、可以导电或在一定程度上同时具有这两种特性的颗粒。
术语“颗粒的喷射”在本文中被理解为在颗粒到达待处理表面的任何方法或系统的最大意义，而不管推动力是重力、流体流动、压缩气体、静电力还是离心力等。
术语“电源”在本文中被理解为能够向电活性固体颗粒供应电能的任何元件。电源向固体颗粒提供电能。由电源施加的电流可以是AC(交流电)、DC(直流电)或脉冲电流。优选地，电源包括允许控制所施加的电压和强度的系统。
限定本发明的方法和设备的基本步骤是：
-使电活性固体颗粒与电源的电极接触；
-将设备的电活性固体颗粒喷射在金属表面上；以及
-使电活性固体颗粒与金属表面接触。
限定本发明设备的最小元素是：
-一组电活性固体颗粒；
-具有电极的电源，电极将电荷传输至电活性固体颗粒；
-用于将电活性固体颗粒喷射在待处理金属表面上的装置；以及
-喷嘴，电活性固体颗粒通过该喷嘴离开设备。
这些最小元素之间存在的相互作用如下。电活性颗粒接触电源的电极，并且该电极将电荷传输到电活性颗粒。从电极，颗粒朝向待处理的金属表面移动，在那里它们接触并传输部分电能。这种接触在金属表面上产生氧化还原过程，产生抛光效果。在图1中，作为示例示出了原型的图。
由于该过程的电性质，待处理的表面应是导电的，优选是金属的。这包括非导电材料(例如承受金属化过程的塑料)的表面。
如我们所知，迄今为止，在文献中并未描述借助于颗粒流将电荷从电极传输到待处理的表面。已经同时概念化了三种可能的电荷传输机制，这些和各种中间或衍生的情形根据以下机制发生：
1)通过颗粒的净电荷；
2)通过接触凭借导电性；和
3)借助于电弧或电离气体凭借导电性。
这些机制的示意图可以在图2中看到。
根据系统可控参数，可以根据其它机制促进一种机制。这些参数主要是电参数、颗粒类型、喷射类型和环境。
在低压实度条件下，增强了通过具有净电荷的颗粒传输电荷的机制。在理想情况下，颗粒彼此隔离，这意味着它们之间没有直接接触。颗粒可以携带的能量密度U可以由介电颗粒常数εr和所施加的电场E来计算。
例如，实验证明，具有600μm直径的含有4％硫酸的磺化聚苯乙烯-二乙烯基苯的微孔凝胶颗粒呈现εr＝1.10.108(在100Hz下测量)，这对于施加至30kV的电场来说意味着437kJ m-1的储能密度。这些相同的颗粒当喷射在金属表面上时产生放电，该放电在该表面上进行加工。例如，当颗粒喷射在不锈钢表面316上时，它们产生可检测的电流通路和可感知的表面改性。
这种机制为具有高介电常数的颗粒和施加的电压所促进，这些电压允许更大的存储电能密度和颗粒的高度分离，该密度和高度分离防止电压在颗粒之间放电。
在从电源到待处理表面建立颗粒连续接触的条件下，促进通过由接触实现的导电性传输电荷的机制。在这种情况下，电流直接通过颗粒建立，这就是为什么这种机制为具有高导电性和高流动压实度的颗粒所促进的原因。这种机制相对地产生允许以较高速度处理零件的高电流强度。
通过放电和电弧传输电荷的机制意味着电荷从电源通过颗粒和颗粒之间的介质传输到零件。这意味着电荷的传输至少部分地通过电离气体发生。存在包括雪崩型放电和冠型放电的一系列可能性。
尽管这些放电可以产生电颗粒和颗粒表面，但是它们主要发生在颗粒之间。这意味着颗粒之间的介质和颗粒之间的距离是对触发该机制具有很大影响的参数。
对于各种类型和尺寸的颗粒，在颗粒之间存在触发该机制的一系列距离。增加颗粒之间的空间的导电性增加了功能距离的范围，并允许更大的操作裕度。在优选实施例中，添加了有利于借助于电弧实现的颗粒之间的导电性的元素。这些元素可以是固体、液体、离子等、以及使用电磁辐射。
在借助于电弧(该电弧具有产生微滴或气溶胶的能力)来促进颗粒之间的导电性的液体元素的情况下，液体元素增加了颗粒之间的介质的导电性。还存在借助于电弧来促进颗粒之间的导电性的固体元素，由于电传输，这些电弧在悬浮液中产生微米级或纳米级颗粒(例如来自碳、碳纤维类型、石墨或微粉化碳的衍生物)。由于电的通过，这些碳化合物升高了它们的温度，并产生了促进电传输的挥发性元素或悬浮元素。还可以添加具有截留电解液的能力的并借助于电弧促进颗粒之间的导电性的元素(例如凝胶型材料)，其某些尺寸显著大于颗粒平均直径(例如形成电桥的棒或柱体)。
在颗粒之间的空间中产生离子显著地增加了借助于电弧实现的颗粒之间的导电性。可以借助于可电离的或挥发性的物质(例如碘)或通过使用电磁辐射(电离或非电离)来产生离子。这些增加颗粒之间空间的导电性的不同元素可以彼此组合使用。它们可以与电活性颗粒混合使用，在另一点加入，以调节介质，或者它们可以结合在电活性颗粒中。优选地，颗粒可以保留给定量的液体，在这种情况下，过程的振动和摩擦在颗粒之间产生改变系统导电性的微滴和气溶胶。还可以使用超声来产生微滴或雾化系统。使用电磁辐射可以增加介质的导电性。电离电磁辐射(即紫外线、X射线和y射线)的使用在介质中直接产生离子，这增加了该组颗粒和气体到彼此的导电性。还可以使用电磁非电离辐射来增加导电性。例如，通过使用微波辐射，可以从颗粒中产生等离子体，等离子体增加介质的导电性。
与利用DC(直流)相比利用AC(交流)更容易发生放电。例如，实验上，使用DC从25kV开始看到可见的电弧。在相同的条件下，使用50Hz的AC，在数量级低于2kV的电压下看到电弧。
为了维持具有冠状电弧的稳定电流，AC的频率可以增加(甚至若干数量级)，以千伏量级的电压操作，而且减小介质的压力。
电源向固体颗粒提供电能。由电源施加的电流可以是AC、DC或脉冲电流。优选地，电源包括允许控制所施加的电压和强度的系统。DC是在表面上产生最快速效果的电流，因此在过程期间不积累残余物的颗粒/表面系统中，它是优选的选择。如果利用DC的系统产生表面积累，则可以使用包含极性反转的电流来改善结果。获得具有极性反转的电流的最合适的方式是使用AC。它可以直接使用或借助于二极管或其它电活性元件整流。优选的替代方案是使用脉冲电流的电源，其允许控制所施加的脉冲的参数(例如正或负电压、正或负脉冲持续时间、暂停持续时间等)。
由电源施加的电参数决定了颗粒在表面上的效果。为产生抛光效果而施加的电势差位于1V至50kV的大范围内，这是决定电传输机制的特征。施加到电极上的电流可以是DC、AC或脉冲电流。例如，在电极与待处理表面之间18cm的距离处的、颗粒通过重力脉冲喷射且不压实的30kV的DC源在金属表面上产生抛光效果。而且，例如，在电极与待处理表面之间2cm的距离处的、颗粒通过重力进行压实且连续的喷射的30V的DC源在金属表面上产生抛光效果。而且，例如，在电极与待处理表面之间18cm的距离处的、颗粒通过重力脉冲喷射且不压实并由5巴空气推动的50Hz至2kV的AC源在金属表面上产生可见电弧和抛光效果。可以以定性的方式向这些示例中的每一者分配相对于之前解释的各个电荷传输机制更大的比例。
电极是电连接到电源的导电元件，颗粒在离开并朝向待处理表面喷射之前与该元件接触。离开电极的形状取决于应用或待处理的表面。通常，寻求使颗粒与电极在喷射它们之前的瞬间的接触面积最大化。例如，使颗粒循环通过的管道连接到直筒形状的离开金属电极(例如铜)。而且，例如，为了处理相对平坦的板或表面，离开电极可以是施加颗粒的“帘式”系统，即，线性离开凹槽。在优选实施例中，电极由喷嘴构成。
电活性固体颗粒可以将电荷从电源传输到待处理的金属表面。
优选地，固体颗粒可保留液体。该保留的液体可以部分溶解由于电流通过而形成的锈和盐，这提高了表面清洁度。优选地，电活性固体颗粒在聚合物凝胶中制造，因为其提供了物理完整性与在其结构中保留液体的能力之间的折衷。优选地，电活性颗粒由磺化聚苯乙烯-二乙烯基苯凝胶制成，因为它们由于其保留溶解的金属离子的可逆能力而有利于该过程。优选地，保留在电活性颗粒中的液体是酸性水溶液，因为大多数锈、氢氧化物和金属盐更易溶于酸性介质中。优选地，酸性水溶液包括一种或多种强酸(pKa＜2)，由于它们更大的解离，强酸增加了电传输，同时它们改善了锈、氢氧化物和金属盐的溶解度，这导致最佳的表面清洁度。
电荷的传输过程可在金属表面上产生氧化还原反应，这可能在表面上形成金属锈。为了良好的表面光洁度，所形成的锈的受控去除是必要的。这种表面锈例如可以通过研磨作用或溶解作用去除。
借助于研磨作用从表面去除金属锈可以通过用作磨料颗粒的相同电活性颗粒的作用而发生。锈也可以通过非电活性磨料颗粒的作用而去除。磨料颗粒的作用可以与电活性颗粒的作用同时进行(磨料颗粒和非磨料颗粒同时喷射)或连续进行。利用这种配置，将涉及一种新颖的干式电解抛光过程，该过程与砂磨型研磨过程相结合。
替代性地或补充地，表面锈的去除可借助于溶解作用进行。溶解作用可以通过不含液体的颗粒或通过保留在颗粒中的液体进行。优选地，溶解作用通过保留在电活性颗粒中的液体进行，以在形成锈时的相同阶段中产生锈的溶解。
金属表面上的颗粒的喷射需要驱动力。在最简单的形式中，这种驱动力是重力，
优选地，该驱动力是由可控元素提供的。该可控元素优选地是压缩气体的驱动力。使用加压气体允许控制颗粒-表面接触的速度和压力，而且控制颗粒流动和压实度。
在替代实施例中，颗粒借助于涡轮的驱动力喷射在金属表面上，该涡轮借助于离心力驱动颗粒。
在替代实施例中，颗粒借助于杆和曲柄系统的驱动力以不连续的方式喷射在金属表面上。这允许以不连续的方式用关于每次喷射的速度和体积高度可配置的系统来喷射颗粒。
在替代实施例中，颗粒借助于蜗杆的驱动力以连续的方式喷射在金属表面上。这允许产生连续且压实的颗粒流，从而促进通过接触进行电传输的机制。
颗粒通过喷嘴的离开流动可以借助于阀和定时器来控制，以使其连续或为脉冲式。
将颗粒喷射在表面上的方式可以适应于待处理零件的需要。例如，在希望在生产链内处理平坦表面的情况下，可以使用允许在表面上以帘的形状喷射颗粒的喷嘴，其允许覆盖在帘下移动的零件的表面的整个宽度。
在替代实施例中，喷射可以使用施加软管状的喷嘴来执行，被驱动的颗粒将通过该喷嘴离开。这种施加软管可以是例如关于离开针的方向或尺寸可配置的。这种软管可以以自动的方式移动(例如在喷射舱内)，或者它们可以用手抵靠待处理的表面使用。在借助于压缩气体发生颗粒喷射的情况下，这些软管可以在其最后部分在颗粒输送点结合空气消散器元件，以压实颗粒并维持高导电性。
通过喷嘴离开的颗粒流可以借助于阀和定时器来控制，以使颗粒流为连续的或为脉冲式的。
将颗粒喷射在表面上的方式可以适应于待抛光零件的需要。例如，在希望在生产链内处理平坦表面的情况下，可以使用允许在表面上以帘的形状喷射颗粒的喷嘴，其允许覆盖在帘下移动的零件的表面的宽度。
在替代实施例中，喷射可以使用施加软管状的喷嘴来执行，被推动的颗粒将通过该喷嘴离开。这种施加软管可以是例如关于离开针的方向或尺寸可配置的。这种软管可以以自动的方式移动(例如在喷射舱内)，或者它们可以用手抵靠待抛光的表面使用。在借助于压缩气体发生颗粒喷射的情况下，这些软管可以在其最后长度在颗粒输送点结合空气消散器元件，以压实颗粒并维持高导电性。
待处理的表面可以被隔离，接地或连接到电源。优选地，待处理表面连接到电源的电极。这样，实现了对所施加的电势差的更大的控制，并且可以测量颗粒离开电极与待处理表面之间的通过电流。
待处理的表面必须是导电的。优选地，待处理的表面是金属的。这包括具有已被金属化的表面的塑料材料的零件。可以处理的金属和合金包括但不限于任何类型的铁、钢、铬-钴合金、镍和镍合金(例如镍钛诺(nitinol))、锌和锌合金(例如查马克(Zamak))、铝和铝合金、钛和钛合金、铜和铜合金、碳化钨等。
该系统的通用性使得可以处理大的平坦表面、大尺寸的零件、不可移动的表面(例如建筑结构)等。
施加到电源的电参数决定了颗粒在表面上的效果。为产生抛光效果而施加的电势差在1V至50kV的大范围内，这是决定电传输机制的特征。施加到电极上的电流可以是DC、AC或脉冲电流。例如，在电极与待处理表面之间18cm的距离处的、颗粒通过重力脉冲喷射且不压实喷射的30kV的DC源在金属表面上产生抛光效果。而且，例如，在电极与待处理表面之间2cm的距离处的、颗粒通过重力进行压实且连续的喷射的30V的DC源在金属表面上产生抛光效果。而且，例如，在电极与待处理表面之间18cm的距离处的、颗粒通过重力脉冲喷射且不压实喷射并由5巴空气推动的50Hz至2kV的AC源在金属表面上产生可见电弧和抛光效果。可以以定性的方式向这些示例中的每一者分配之前解释的各个电荷传输机制的更大相对比例。
电活性固体颗粒可以将电荷从电源传输到待处理的金属表面。优选地，固体颗粒可保留液体。该保留的液体可以部分溶解由于电流通过而形成的锈和盐，这提高了表面清洁度。优选地，电活性固体颗粒在聚合物凝胶中制造，因为其提供了物理完整性与在其结构中保留液体的能力之间的折衷。优选地，电活性颗粒由磺化聚苯乙烯-二乙烯基苯凝胶制成，因为其由于其保留溶解的金属离子的可逆能力而有利于该过程。优选地，保留在电活性颗粒中的液体是酸性水溶液，因为大多数锈、氢氧化物和金属盐更易溶于酸性介质中。优选地，酸性水溶液包括一种或多种强酸(pKa＜2)，由于它们更大的解离，强酸增加了电传输，同时它们改善了锈、氢氧化物和金属盐的溶解度，这导致最佳的表面清洁度。
改进本发明的操作的其它元素是：
-输送颗粒的预先沉积部；
-颗粒的收集器。该收集器和预先沉积部可以是同一元件；
-从收集器到输送沉积部(在它们不是同一元件的情况下)的颗粒再循环系统；以及
-在颗粒的存储或循环点处的振动器，以促进颗粒的运输以及将振动传递至待处理的表面。
优选地，所述设备包括之前电接触和喷射的固体颗粒输送沉积部。这种沉积部确保了颗粒以恒定的方式输送到系统中，并且避免了停止时刻。
优选地，所述设备包括在颗粒被驱动到待处理表面之后的固体颗粒收集器。这种收集器以特定的方式为各个实施例设计，并且可以采用若干形状，如在示例中可以看到的。该元件防止颗粒到处分散，同时允许颗粒再循环。
在允许的实施例中，优选地，输送沉积部和收集器是相同的元件。这允许简化设备的设计并防止元件的冗余，这导致较低的成本但维持相同的功能。
在输送沉积部和收集器不是同一元件的情况下，颗粒再循环系统可以存在于固体颗粒收集器与输送沉积部之间。该系统允许自动地再使用颗粒，因此防止必需的人力并提高自动化水平。
设备优选包括一个或多个振动器，其使颗粒振动，以促进它们的移动。所述振动器可以优选地位于输送沉积部和/或收集器中。颗粒材料(如在该过程中使用的颗粒)的移动可以借助于电弧形成阻塞。在沉积部和循环管道中使用振动器显著减少了电弧形成，这防止循环点中的阻塞。
因此，确认了改进方法(本发明的目的)的以下步骤，它们是：
-在收集器和输送沉积部不是同一元件的情况下，将颗粒从收集器再循环到输送沉积部；以及
-使电活性固体颗粒振动。
这种新技术被认为具有大量可能的最终应用。例如，出于非限制的目的，提出了一些应用。一种应用是抛光单独的单元，以处理大的结构零件(如飞行器的机翼)，以改善其空气动力学。最终应用是在金属表面产生之后或作为其它处理的前一步骤在连续的线上过程中用于处理金属表面。
另一最终应用是抛光独立的便携式设备。
附图说明
图1是实现本发明的目的的抛光方法的设备的示例性视图。
图2A是借助于颗粒的净电荷在电源与金属表面之间传输电的机制的轮廓图。
图2B是借助于由接触实现的导电性在电源与金属表面之间传输电的机制的轮廓图。
图3C是借助于由电弧实现的导电性在电源与金属表面之间传输电的机制的轮廓图。
图3是用于线上表面处理的设备的轮廓图。
图4是用于表面处理的便携式设备的轮廓图。
图5是具有用于表面处理的舱室的设备的轮廓图。
具体实施方式
下文中，在不存在限制目的的情况下提出了若干示例性情况。
实施例1
一种设备，包括颗粒9输送沉积部7，该颗粒输送沉积部7的出口连接到用作电极3的铜管，该铜管连接到电源2。颗粒9通过重力以连续的方式下落到待处理表面1，该待处理表面1通过反电极连接到电源2。在先前与零件接触的颗粒9下落到收集器6中，以便随后借助于再循环系统5将颗粒9再循环。颗粒输送沉积部7以及收集器6具有可用的振动器8。在图1中可以看到示意图。
在示例性情况下，所用颗粒9是用含有4％硫酸的电解质溶液填充的磺化聚苯乙烯-二乙烯基苯(sulfonated polystyrene-divinylbenzene)的微孔凝胶颗粒。这种原型已经被证明具有不同类型的电流：1V至60V的DC；在0V至220V的50000Hz下的50Hz的C。
利用这些参数，已经证明用于处理钢316表面的抛光方法具有不同类型的电流：达到35kV的DC、在50Hz下达到15kV的AC。
DC的结果显示强度相对于电势差的线性性能。观察到在30kV下有效的5分钟处理之后，在更多地暴露于颗粒流的区域中，Ra降低0.37μm至0.34μm。
使用50Hz的AC的结果显示在0kV至5kV范围内的线性性能。从该点增大电压不会产生成比例的强度的增加。这种效果清楚地指示电荷传输中的机制的变化。
用于线上表面处理的设备
其包括用于线上表面处理的设备。图3中显示了示意图。在该示例中，在不存在限制目的情况下，设计有处理金属板。该设备包括电源3、施加颗粒9的“帘式(curtain)”系统、待处理的板的承载系统、以及收集颗粒并将其沉积在输送沉积部7中的再循环系统5。
待处理的金属板位于提供振动的传送带上，并且连接到电源。在传送带的路径的一点上有帘状颗粒喷射器9。线性施加器在待处理表面1上产生覆盖寻求处理的板的整个宽度的颗粒9的线性喷射。板以合适的速度移动通过颗粒帘，该速度为其提供处理时间，以获得期望的光洁度。该帘式颗粒喷射器包括振动器8，以便于颗粒流动。在颗粒离开的狭槽中有金属元件，该金属元件连接到用作电极3的电源的负极。颗粒在到达待处理表面1之前接触电极3。在接触点附近，应用再循环系统5，该再循环系统5在颗粒与表面接触之后抽吸颗粒并将它们沉积在输送沉积部7中。
用于表面处理的便携式设备
其包括用于表面处理的便携式设备1。图4中显示了示意图。该设备例如利用轮来便于联合运输。
该设备包括压缩机和加压的空气沉积部、电源2、颗粒输送沉积部7、和再循环系统5。
该设备可以连接到插头，替代性地，该设备可以包括足以提供能量的蓄电池。颗粒9输送沉积部7在其下部具有朝向颗粒输送软管的出口，该沉积部可设置有振动器8，以便于颗粒9的流动。颗粒9借助于来自压缩机的压缩空气被推进通过施加软管。所需的压力取决于施加软管的长度和位置，3巴至10巴的压力提供良好的结果。施加软管终止于扩散器，该扩散器允许部分空气离开，以迫使颗粒9压实。颗粒的离开通过电极3或与电极3接触而发生，该电极3可以是例如铜、不锈钢316或辐射钛的元件，并连接到电源2，优选连接到正极，优选地具有用于跟踪强度的电流计。施加电极3位于距离表面0.5cm至10cm的距离处，使得在电极与表面之间存在颗粒流，以产生电流的通路。颗粒出口的最后部分包括在非常靠近或接触待处理表面1的收集收集器6内。这些收集颗粒的收集器6连接到再循环系统5，该再循环系统5包括设有抽吸部的第二软管，该抽吸部在颗粒与表面接触之后从收集器6收集颗粒并将它们新喷射到颗粒输送沉积部7。待处理表面1借助于例如电夹连接到电源1，优选在正极处。为了工人抛光不可接近的表面或提高准确度，系统可以包括使用机械臂。
系统的设计被认为占据紧凑的体积，并且其包含使其成为可承载的元件(例如轮或滑动元件)。
所施加的电流取决于待处理表面的组成和所用颗粒9的组成。例如，为了处理钢316表面，使用含有4％硫酸的磺化聚苯乙烯-二乙烯基苯颗粒利用12V的DC实现良好的结果。
用于在舱室中处理表面的设备
其包括用于在封闭舱室4中处理表面1的设备。在图5中可以看到示意图。该设备包括电源2、一个或多个具有电极3的电活性颗粒9的出口、用于锚定待抛光零件的系统、用于处理的封闭舱室4、和从收集器6朝向颗粒出口抽吸颗粒的再循环系统5，在该示例中，收集器也用作输送沉积部7。
待抛光的金属零件借助于适当的锚固件放置在舱室内的框架上，使得它们连接到电源2。舱室4设有若干颗粒出口，这些出口在其最后部分连接到电极3。通过使用压缩空气(优选在2巴至10巴的范围内，优选在4巴至6巴之间)来进行颗粒9的喷射。
在用作输送沉积部7以及用作收集器6的舱室4的底部具有斜坡，并且颗粒9由将它们运输到颗粒出口的再循环系统5收集。
所施加的电流取决于若干因素，例如材料的类型、待处理的总面积、颗粒的离开点与表面之间的距离。例如，为了在4cm的距离抛光钢316，总面积为25cm2。
Claims (24)
1.一种用于借助于电活性固体颗粒(9)对金属表面(1)进行干式处理的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
-使所述颗粒(9)与电源(2)的电极(3)接触；
-朝向待处理的金属表面喷射所述颗粒(9)；以及
-将所述颗粒的电荷传输到所述待处理的金属表面。
2.根据权利要求1所述的用于借助于电活性固体颗粒(9)对金属表面(1)进行干式处理的方法，其特征在于，在所述喷射步骤期间在所述电源(2)与所述金属表面(1)之间进行的电传输是通过所述颗粒(9)的净电荷进行的。
3.根据权利要求1所述的用于借助于电活性固体颗粒(9)对金属表面(1)进行干式处理的方法，其特征在于，在所述喷射步骤期间在所述电源(2)与所述金属表面(1)之间进行的电传输是通过接触凭借导电性进行的。
4.根据权利要求1所述的用于借助于电活性固体颗粒(9)对金属表面(1)进行干式处理的方法，其特征在于，在所述喷射步骤期间在所述电源(2)与所述金属表面(1)之间进行的电传输是借助于电弧凭借导电性进行的。
5.根据前述权利要求中任一项所述的用于借助于电活性固体颗粒(9)对金属表面(1)进行干式处理的方法，其特征在于，施加到所述电极的电流是直流。
6.根据前述权利要求1至4中任一项所述的用于借助于电活性固体颗粒(9)对金属表面(1)进行干式处理的方法，其特征在于，施加到所述电极(3)的电流是包含正部分和负部分的电流。
7.根据权利要求4所述的用于借助于电活性固体颗粒(9)对金属表面(1)进行干式处理的方法，其特征在于，在所述颗粒(9)之间的介质中存在导电元素，所述导电元素增加借助于电弧的所述颗粒之间的所述导电性。
8.根据权利要求7所述的用于借助于电活性固体颗粒(9)对金属表面(1)进行干式处理的方法，其特征在于，促进借助于电弧的所述颗粒(9)之间的所述导电性的所述元素是碳、碘、滑石、凝胶柱体和/或凝胶棒的衍生物。
9.根据权利要求7所述的用于借助于电活性固体颗粒(9)对金属表面(1)进行干式处理的方法，其特征在于，促进借助于电弧的所述颗粒(9)之间的所述导电性的所述元素是电离辐射源(紫外线、X射线和y射线)、非电离辐射源(微波)、雾化器和气溶胶生成器、和/或超声源。
10.根据前述权利要求中任一项所述的用于借助于电活性固体颗粒(9)对金属表面(1)进行干式处理的方法，其特征在于，所述方法包括与所述电活性颗粒同时地或连续地使用磨料颗粒的步骤。
11.一种用于借助于电活性固体颗粒(9)对金属表面(1)进行干式处理的设备，其特征在于，所述设备包括：具有电极(3)的电源(2)，所述电极将电荷传输到所述电活性固体颗粒(9)；和用于将电活性固体颗粒喷射在待处理表面(1)上的装置。
12.根据权利要求11所述的用于借助于电活性固体颗粒(9)对金属表面(1)进行干式处理的设备，其特征在于，所述电源(2)连接到所述待处理表面(1)，以因此闭合电路。
13.根据权利要求11至12中任一项所述的用于借助于电活性固体颗粒(9)对金属表面(1)进行干式处理的设备，其特征在于，所述电活性固体颗粒(9)是仅通过重力驱动的。
14.根据权利要求11至12中任一项所述的用于借助于电活性固体颗粒(9)对金属表面(1)进行干式处理的设备，其特征在于，所述电活性固体颗粒(9)是借助于离心系统驱动的。
15.根据权利要求11至12中任一项所述的用于借助于电活性固体颗粒(9)对金属表面(1)进行干式处理的设备，其特征在于，所述电活性固体颗粒(9)是借助于压缩气体驱动的。
16.根据权利要求11至12中任一项所述的用于借助于电活性固体颗粒(9)对金属表面(1)进行干式处理的设备，其特征在于，所述电活性固体颗粒(9)是借助于杆和曲柄系统或蜗杆系统驱动的。
17.根据权利要求11至16中任一项所述的用于借助于电活性固体颗粒(9)对金属表面(1)进行干式处理的设备，其特征在于，所述设备形成线上组件的一部分。
18.根据权利要求1至16中任一项所述的用于借助于电活性固体颗粒(9)对金属表面(1)进行干式处理的设备，其特征在于，所述设备是便携式系统。
19.根据权利要求11至16中任一项所述的用于借助于电活性固体颗粒(9)对金属表面(1)进行干式处理的设备，其特征在于，所述设备和所述待处理表面(1)位于舱室(4)内。
20.根据权利要求11至19中任一项所述的用于借助于电活性固体颗粒(9)对金属表面(1)进行干式处理的设备，其特征在于，所述设备包括之前与所述电极(3)接触的所述固体颗粒(9)的输送沉积部(7)。
21.根据权利要求11至20中任一项所述的用于借助于电活性固体颗粒(9)对金属表面(1)进行干式处理的设备，其特征在于，所述设备包括在与所述待处理表面(1)碰撞之后的所述固体颗粒(9)的收集器(6)。
22.根据权利要求20所述的用于借助于电活性固体颗粒(9)对金属表面(1)进行干式处理的设备，其特征在于，所述设备包括从所述固体颗粒的收集器(6)到所述输送沉积部(7)的颗粒(9)的再循环系统(5)。
23.根据权利要求11至22中任一项所述的用于借助于电活性固体颗粒(9)对金属表面(1)进行干式处理的设备，其特征在于，所述设备包括振动器(8)。
24.根据权利要求11至23中任一项所述的用于借助于电活性固体颗粒(9)对金属表面(1)进行干式处理的设备，其特征在于，所述颗粒的沉积部的出口包括扩散器。
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