CN1218521A

CN1218521A - 使用电解和气蚀作用从金属表面去膜的方法

Info

Publication number: CN1218521A
Application number: CN97194521A
Authority: CN
Inventors: 穆罕默德·阿尔-吉布里; 诺曼·乔; 克里夫·洛·多·米; 克劳斯·H·奥赫; 里米·斯塔科瓦克
Original assignee: DYNUMOTIVE CORP
Current assignee: DYNUMOTIVE CORP
Priority date: 1996-04-10
Filing date: 1997-04-04
Publication date: 1999-06-02
Also published as: AU708585B2; JP2000508380A; US5795460A; KR20000005370A; TR199802032T2; CA2252028A1; AU2437597A; EP0904429A4; BR9708620A; WO1997038152A1; EP0904429A1

Abstract

要从金属基板上除去如氧化物和润滑剂等的膜,首先将机械或热应力施加到膜上,以使膜从基板断裂。然后基板在具有一个或两个电极装置的电解槽内移动,两电极部件具有相反极性。电信号施加到电极,电信号流到金属基板,导致金属基板的表面浸蚀或点蚀。之后,移动的基板浸在气蚀流中。产生声能或超声波能并聚焦到移动的基板上,以便空化气泡形成在膜下的金属基板的凹坑部分内。当气泡膨胀并断裂时,所得气蚀振动波和微气喷作用对金属基板的膜产生升力效果。

Description

使用电解和气蚀作用从金属表面去膜的方法

本发明一般涉及从包括如线、杆、棒、带和薄板等的移动的金属基板上除去如润滑剂和氧化物等膜的方法和系统。

在如钢金属线、棒和带等的不同金属制品的制造中，润滑剂和/或氧化膜通常留在初步处理后的金属上。例如，在金属线的制造中，线从金属杆上“拉制”出，在需要减少摩擦的处理步骤之后，润滑剂膜留在某个制造的金属制品的表面上。

为了减少拉伸强度，当金属加热到高温时，在氧气存在的情况下，在其它制造的金属制品(基板)例如钢的表面上形成了氧化膜。在目前的制造工艺中，在金属基板上也存在其它种类的膜。

在进行如镀锌、浇注或电镀等的随后的处理步骤之前，这种膜(润滑剂和氧化物)一般必须除去。除非润滑剂和/或氧化膜已完全除去，否则这些附加的处理步骤一般不会成功。由此需要有效和低成本地除去这些膜。

通常通过涉及溶剂和蒸汽脱脂以及强碱或酸清洗的技术除去润滑剂型膜。然而在这些方法中使用的溶剂或化学物质通常是腐蚀性的，使用后要中和，很昂贵或对健康有害，需要专门的处理方法。此外，已将机械振动或电解作用与化学清洗结合使用，而且，也已使用超声波转换器在金属基板周围产生化学物质的振动。

在电解系统中，使用的电解槽包括阳极“极板”、金属制品基板和酸性、中性或碱性电解液。然而，这些系统经常需要投入大量的物质，但经常不能完全净化金属基板，很可能是由于不存在气穴使电解液清洗差或氧化膜的断裂性能差。

例如，U.S.专利5,449,447介绍了一种使用由铬盐或盐酸制成的含铬电解液电解“酸洗”并用电解系统脱脂的工艺。本发明人尝试使用该工艺以100ft/min的速度移动，0.48安培cm²的电流密度，以54Hz的频率49.1％的占空比，在120克/升氯化钠电解液浓度的电解槽中，在38℃的温度下酸洗1006低碳钢线(直径2.5mm)1.6秒钟没有成功。产生有毒的氯气，线的表面仍有残留氧化物。

特别是除去氧化物型膜，通常的清洗方法包括使用化学物质或一些形式的机械清洗或这两者的组合。如喷磨和弯曲基板(如线或线杆)等的机械系统能够除去大量的氧化物小块，但仍然不能获得满意的彻底净化。在化学清洗中，例如酸洗，金属基板浸在酸性池中。该技术广泛地使用，但也存在不足。首先，酸本身很昂贵、腐蚀性和有毒。甚至在清洗后，酸残留物也经常留在金属基板上，由此在不进行进一步的处理时，使金属部件易于加速腐蚀。此外，酸洗池中的酸浓度很难维持，很难均匀地腐蚀金属表面。

在另一氧化物清洗尝试中，使用了电解技术和/或超声波能量。包括超声波的超声波清洗显示在U.S.专利5,409,594中，都在声频范围和超声范围内(通常为20-40kHz，然而’594专利建议频率超过500kHz)。现已发现特别是超声波装置可以增强机械和/或酸技术的氧化物净化，但对大多数的应用来说，它们自身没有产生满意的清洁度。

最近，也有一些尝试，例如U.S.专利5,407,544所示，将基板的机械受力与电解净化结合连续地移动金属基板除去氧化物。这种特别装置的电解液是氯化钠和水，不存在有害的酸基系统。然而，这些组合系统仍有一些缺点，包括较长的电解时间并且增加了基板的拉伸强度，是由于单极弹簧负载的电接触滚柱或导架引起基板的机械受力。

此外，由于高电流通过电接触点的应用会发生电火花，导致基板不希望的变坏，例如高碳含量的钢上形成马氏体。

因此，本发明是提供从金属表面上除去膜的系统，包括以下部分：向金属基板表面上的膜施加应力以使膜断裂的装置；在具有两个电极装置的电解槽内移动基板的装置，其中基板包括所述两个电极装置中的一个；向所述电极装置施加电信号以便电信号流到基板的装置，使(1)膜和(2)金属基板的表面中至少一个上产生效果；将所述金属基板浸在气穴流中并移动所述基板穿过其中；在气穴流中朝向金属基板产生能量，由此，在靠近膜的位置中产生空化气泡，这样当所述气泡膨胀并断裂时，往往会产生从金属基板上除去膜的效果。

图1为本发明的方框图。

图2A-2F示出了本发明用于润滑剂膜的工艺中的一系列步骤。

图3A-3F示出了本发明用于氧化膜的工艺中的一系列步骤。

图4A-4E为示出本发明的一个实施例的变形的方框图。

图5A-5D为示出本发明的另一个实施例的方框图。

如上所述，本发明提供一种从金属基板上除去包括各种润滑剂和氧化物膜的系统和方法。金属基板可以为不同的形状和尺寸。这种基板(金属制品)的例子包括常规的杆和线，但也包括不同尺寸和结构的棒以及金属带甚至大的薄板。在这种金属制品的制造中，得到的产品通常由如润滑剂或氧化物等的膜覆盖，如上所述。本发明能够从这些金属制品上除去各种各样具有不同机械和冶金特性的氧化膜及润滑剂。如上所述，要从包括镀锌和/或电镀的随后的处理步骤中获得良好的结果，彻底的清洗很重要。

在本发明中，例如参考图1、4和5，具体针对除去氧化膜，首先完成被膜覆盖的基板的机械或热应力。如果深入到下面的金属基板14，该机械或热应力步骤将导致膜至少局部开裂或断裂。这在图1中的位置12处示意性地示出，并在图3B中图示出。

图3A示出了带氧化膜的基板的微观图。通过各种各样的技术可以完成机械断裂，包括在一个或两个方向内施加张应力或弯曲基板，包括轻微地偏移弯曲，或扭曲或“喷射清理”。超声波振动或喷射高能水能够在金属基板表面产生气蚀效应，也可用于产生氧化膜的开裂或断裂。这些仅为这种应力技术的几个例子，不仅限于此。

在热应力的使用中，温度梯度的显著变化产生氧化膜的开裂或断裂，或增强机械断裂的效果。因此，热应力可以单独或与机械应力一起使用，取决于氧化膜的特性和断裂氧化物的要求。

机械和/或热应力的该步骤在U.S.专利5,407,544和U.S.专利5,464,510中有更详细的介绍，这两个专利都已转让给本发明的受让人。

在如图3B所示导致氧化膜开裂或断裂的机械或热应力的步骤后，金属基板14在电解槽内移动，通常显示在图1中的位置16处。电解槽16可以采用不同的结构和布局；通常具有为中性盐溶液的电解液，例如硫酸钠或硫酸钾和水，这样克服了常规酸和碱电解清洗系统的许多缺点。

电解液可以在一定程度上改变，以容纳金属基板的特性。例如，电解液可以为轻度酸性、中性或轻度碱性。可以添加盐分别产生这些结果，包括硫酸氢钠、硫酸钠和碳酸钠。此外，可以使用不同电解液的混合物；例如，如硫酸钠的中性盐可以和稀释的硫酸混合，或碳酸钠可以和稀释的氢氧化钠混合。此外，可以选择电解液，以便在电解期间除了产生并进入溶液中的金属离子之外，在金属基板的表面产生氧气。

电解槽可以为不同的形式。图4A-E和5A-D示出了两种不同的电解槽布局。在图4A-E中，有两个串联的电解槽池。在第一电解槽池20中，金属基板22形成电解槽的阴极，而一个或两个分离的、基本上不可溶的石墨或钛上的氧化铱、电极24、26(图4B、4D、4E)形成阳极，并连接到电源的正极侧。在第二电解槽池30中，布局相反，以使金属基板22形成阳极，两个分离的、基本上不溶的电极32和34，例如不锈钢，形成阴极。

每个电解槽具有溢流孔29-29，通过溢流孔29-29电解液流进溢流罐31，利用泵33通过常规的阀被抽到电解槽。图5A-SD示出了基板35的三个串联的电解槽处理布局，其中第一电解槽36为阳极的(金属基板为阳极)，第二电解槽38为阴极的，第三电解槽40为阳极的。每个电解槽具有两个分离的电极，极性与基板的极性相反，例如第一电解槽36的阳极电极37和39。可以使用包括附加串联的电解槽的其它系统。

应该明白，相对于图4和5的实施例，电极不需要如图所示垂直地安装。例如，可以使用一个或两个水平的电极，可以为多孔或无孔。如图4D和4E所示。电极还可以具有不同的形状，例如L形、U形或弯曲的半球形。

此外，可以使用单个电解槽，其中基板的极性和分开的电极周期性地反向，所以在第一时间周期期间，金属基板形成阴极，两个分离的电极形成阳极，在下一时间周期内，金属基板形成阳极，两个分离的电极形成阴极。然而，在以上设置中，在移动的金属基板和电系统中没有直接的接触。这样防止了不希望的火花效应。

用于电解槽的电驱动信号可以不同的方式施加。电信号可以是交流、脉冲的直流或恒定的直流。脉冲DC信号还具有不同的占空比。然而，电信号不能是单极的。金属基板的脉冲直流电解处理在U.S.专利5,407,544和U.S.专利5,409,594中有更详细的介绍，这两个专利都由本发明的受让人拥有。

图2A(用于润滑剂)和3A(用于氧化物)示出了在电解之前显微镜下膜的状态。电解槽自身对基板和/或膜具有重要的调节/腐蚀效果，导致产生不适当的位置，如下所述，以容纳在本发明工艺的下一步骤中产生的空化气泡。此外，当腐蚀基板的表面时，除去了微小的金属颗粒，但为这些空化气泡提供了核。图2B为电解后润滑剂膜的微观图。

微腔或凹坑通常形成在润滑剂/氧化膜下的基板表面。只要基板的区域处于电解槽中，基板的特定区域内的腔或凹坑就继续生长。凹坑的形状可以通过电解槽的操作参数和施加到电解槽的电信号控制，对于电信号包括它的电流密度和占空比，对于电解槽，包括电解液的化学物质以及浓度、温度和它的pH。

扫描电子显微镜显示出当电解液具有低电解液浓度时，形成较深的腔、弧坑或凹坑，电解时间增加，并且电信号具有高占空比和/或低电流密度。在图3D中代表性地示出了较深的凹坑。用高浓度的电解液、减少的电解时间和/或低温电解液，以及高密度和/或低占空比电信号，形成较浅的腔或凹坑，如图3C所示。用于润滑剂的图2C示出了在基板中基本上没有腔，而图2D显示出有腔或凹坑。图2C/2D和图3C/3D分别示出了电解步骤之后可选的润滑剂和氧化物的微观图。

由于在基板的表面上形成氢气，当基板为阴极时，除了电解对基板的基本的调节/腐蚀效应之外，电解步骤还有助于氧化物或润滑剂的断裂。

在本发明的下一步骤中，膜和/或金属基板的表面已断裂并由电解调节后，在膜下的空腔内或膜内裂缝中形成空化气泡。显示在图1中的块50中。本发明中的气穴是指微小气泡(直径为1-10,000微米)的形成、生长和破裂。当液体暴露到振荡的压力波时，例如峰值压力幅度超过液体中的流体净压力的超声波，形成空化气泡。空化气泡由气体或液体蒸汽填充。

空化气泡通常形成在基板的微粒或灰尘或液体中的杂质的核周围，或者可以在气体气泡周围形成，位于膜和/或基板的断裂处、孔或腔附近。根据下面的公式当气泡的半径r₀达到共振值时，发生气蚀：

r₀=(3.9/f)^2/3

其中f为产生气泡的压力波的频率的赫兹数，r₀的单位为厘米。

在共振尺寸，空化气泡剧烈地共振，在它们周围产生局部的液体的“微型喷气发动机(microjets)”。然后空化气泡破裂、将它们的气体或蒸汽成分释放到液体中，并产生通常超过1000大气压的振动波。无论该表面膜是氧化物或润滑剂或这两者的组合，由于空化气泡破裂产生的所得振动波效果与微型喷气发动机的效果一起对表面膜产生显著的清洗作用。

气穴振动波和微型喷气发动机作用的有效范围为约1.5倍的空化气泡的共振半径。由于距离很小，如果空化气泡与要清洗的膜表面接触，那么空化气泡通常仅对清洗有效。振动波的振幅与声能源的声能功率成正比，与工作频率成反比。

由膜上的气穴产生的振动波的冲击在膜中产生高切变应力，导致膜开裂或断裂。微型喷气发动机作用腐蚀了表面上的任何颗粒，并提供了与基板表面正切的液体流，导致相对于基板对断裂膜的冲洗效应。通常，对如氧化膜等的较硬膜，气穴很有效。对于如润滑剂等的弹性膜，膜不会开裂或破裂为较小的部分，但取而代之的是通过生长空化气泡，膜大块地剥离。此外，将包括酸、碱核溶剂的某些化学物质添加到气穴流，通过溶解膜有助于气蚀期间润滑剂的去除。

对于给定的气蚀频率，仅有某个范围尺寸内的气泡经历需要的气蚀效应。小于共振尺寸的气泡通过扩散工艺生长直到它们接近需要的共振尺寸。大于共振尺寸的气泡不会发生气蚀。它们将振动和生长，直到它们的浮力更大，然后移动到液体的表面。空化气泡显示在图2F和3F中得基板腔内，而图2E和3E显示出膜中裂缝中的空化气泡。

当在膜裂缝或基板上的膜下面的凹坑或腔内产生空化气泡时，所得的振动波和气蚀产生的微型喷气导致升力，结果剥落或剥离表面膜。这清楚地显示在图2F和3F中。当空化气泡的尺寸等于或稍小于形成气泡的腔或凹坑，以及等于或稍大于膜的整个厚度时，这个特别的升力特别有效。实际上通过气穴作用除去的膜厚度取决于膜的强度和硬度以及它与基板的粘接。

现有多种合适的气蚀产生系统。一般来说，设置这种系统使气穴产生的能量波聚焦在移动的基板，以便基本上所有的能量都在工件的附近。这样可以有效的方式产生较高的制造速度。一种类型的系统包括产生频率大于16kHz超声波的超声波装置。这种系统包括压电、磁致伸缩或静电装置。使用聚焦的装置的超高频即200kHz以上可以产生高制造速度。此外，可以使用多种连续的串联转换器。这种高频装置显示在U.S.专利5,409,594中。’594专利涉及基板自身的超声波清洗，已证明效果有限。

气蚀也可以在2Hz到16kHz范围内的声频以及通过各种共振机械装置产生的16kHz以上的超声波频率制成，所述各种共振机械装置包括管、角形容器或喷管，可以由多种电源驱动。在这些频率连续清洗基板特别有效的系统包括使用气蚀喷射管，液体以很高的压力穿过喷管被抽出。这种系统的空化气泡的尺寸和数量可以由孔的形状和尺寸以及流速和喷管的特殊设计控制。

这里中请人利用了以上原理，特别是以上介绍的顺次步骤，以便从各种基板上清除氧化物和润滑剂。在一个例子中，14AWG的低碳钢线要除去氧化物和润滑剂。首先对氧化膜施加机械应力使它断裂。然后线移动到电解槽中，电解槽在水溶液中含有每升40克的硫酸钠并配置有对置极板，显示在图4A-4C中，其中移动的线首先由来自第一电解槽中分离的、基本上不可溶的电极例如石墨(钛上的氧化铱)电磁感应制成阴极，使用50％的占空比的脉冲DC信号。

在第二电解槽中使用分离的不锈钢阴极将线制成阳极，使用50％的占空比的脉冲DC信号。然后将线移到超声波清洗系统，超声波清洗系统含有固定到清洗箱底座的0.8英寸直径的盘形式的1.6MHz的PZT转换器，朝线聚焦。由扫描电子显微镜和X射线分析确定，处理过的线没有氧化物和润滑剂。以前仅通过电解或仅通过超声波除去氧化物和润滑剂的尝试即使氧化物已断裂也是不成功的。

在另一例子中，使用附加的电解槽，其中线交替地变为阳极或阴极。在第三个例子中，施加到电解槽的电流是恒定的DC电流。

在又一例子中，使用0.7MHz的PZT转换器产生气穴效应，在另一例子中使用20kHz的转换器。在另一例子中，使用单个电解槽，线的极性和分离的电极以交换的方式切换。在每种情况中，都能成功地除去氧化物和/或润滑剂。

在又一例子中，在膜上使用专门的喷嘴的高压气穴水系统刺激气穴。该系统也能成功地工作。因此，不需要超声波转换器产生需要的气穴。

如上所述，当要除去基本上仅为无孔氧化物或这种氧化物和润滑剂的组合时，必须以公开的顺序使用以上全部三个步骤。然而，如果仅要除去润滑剂或有孔氧化物，一般不需要机械/热应力步骤。在这种情况中电解和气蚀步骤的组合特别适于不合氯离子的电解液，例如含硫酸盐的电解液，可以防止形成不希望的氯气，并由于气蚀冲洗满意地除去硫酸盐电解液残留物。

作为可能的附加步骤，可以给定线的最后的清洗，显示在图1中的60，通过使用磨料颗粒的刷和/或水冲洗，以清除掉任何剩余的膜或残留物。

在金属部件的连续的双极清洗中，现已发现在金属部件的阳极部分上发生两个可能的反应。这些反应是：

(1)

(2)

其中：M=金属原子

n=金属离子的化合价

发生在线的阴极部分上的反应如下：

(3)

对于许多金属，例如铁、钢和铜，反应(1)的过电压(驱动电化学反应需要的电压)低于反应(2)的过电压。当线的阳极部分在低于某个阈值电流密度下工作时，金属部件上的过电压可以低于发生反应(2)需要的电化学电压。在该例中，仅有反应(1)发生在金属部件的阳极部分上。该例中的电化学反应在100％电流效率下进行，以溶解金属。进行某种表面处理的某种金属具有溶解金属的低过电压。在中性电解液中这些金属的双极酸洗通常溶解很多金属，在金属表面超过了金属的溶解限度。然后金属氧化物或金属盐沉积在金属表面，经常将电化学产生的“酸洗残渣”留在表面。

现已确定通过降低金属溶解反应的电流效率，通过反应(2)与反应(1)组合，可以获得下面金属清洗的有益效果。首先，反应(2)与金属溶解反应(1)组合产生的质子(H⁺)降低了金属表面的pH，由此增加了金属离子在金属表面的溶解限度，由此防止形成电化学产生的酸洗残渣。第二，由反应(2)与金属溶解反应(1)组合产生的氧气(O₂)紊流增加了金属离子从表面离去的扩散速率，也防止了形成电化学产生的酸洗残渣。

此外，由于反应(3)产生的氢氧离子(OH^-)使金属部件表面的pH增加，留在金属部件表面的溶解的金属离子进入阳极电解槽时，作为氧化物或盐沉淀。线上的阴极电流密度越大，每个单元面积上产生的氢氧离子的体积越多，由此金属部件的表面上pH越高。因此，在较低的阴极电流密度下进行很有利(同时保持高阳极电流密度)。这可以通过增加阴极电解槽的尺寸来实现。下面的例子示出了对于3mm直径的流动层退火线的上述原理。

No.1阳极线电解槽的数量=4.5

阳极线电解槽的平均长度=18英寸

阴极线电解槽的数量=4

阴极线电解槽的平均长度=18英寸

电解液=120克/升硫酸钠

电解液温度=37摄氏度

工作电流=608安培

工作电压=25.0伏

线速度=150英尺/分钟

阳极电流密度=2.85A/cm²

阴极电流密度=3.2A/cm²

每吨线的功率输入=75.0kwh/ton

No.2阳极线电解槽的数量=6

阳极线电解槽的平均长度=9英寸

阴极线电解槽的数量=5

阴极线电解槽的平均长度=18英寸

电解液=120克/升硫酸钠

电解液温度=63摄氏度

工作电流=441安培

工作电压=24.3伏

线速度=150英尺/分钟

阳极电流密度=3.10A/cm²

阴极电流密度=1.86A/cm²

每吨线的功率输入=52.9kwh/ton

现已证明在各例中的以上方法和系统比仅采用特定的步骤或其它组合都卓有成效。由于不需要酸或其它腐蚀剂，因此没有相应的处理问题，因此这些系统和方法很有利。这些系统和方法还具有高制备速率，由此相当经济。

虽然为说明公开了本发明的优选实施例，但应该明白这些实施例可以进行不同的变化、修改和替换，而不脱离由权利要求书限定的本发明的精神。

Claims

1．一种从金属表面上去膜的系统，包括以下部分：

向金属基板表面上的膜施加应力以使膜断裂的装置；

移动基板通过具有两个电极装置和电解液的电解槽的装置，其中基板包括所述两个电极装置中的一个；

向所述电极装置施加电信号以便电信号流到基板的装置，使(1)膜和(2)金属基板的表面中至少一个上产生条件效应；

将所述金属基板浸在气穴流中并移动所述基板穿过其中；以及

在气穴流中朝向金属基板产生能量，由此，在靠近膜的位置中产生空化气泡，这样当所述气泡膨胀并断裂时，会从金属基板上产生除去膜的效果。

2．根据权利要求1的系统，其中电信号是双极电信号。

3．根据权利要求1的系统，其中施加到膜上的应力是机械应力。

4．根据权利要求1的系统，其中施加到膜上的应力是热应力。

5．根据权利要求1的系统，其中电信号施加装置的特征在于不与基板直接电接触。

6．根据权利要求1的系统，包括用于在电解槽中交替电极装置极性的装置。

7．根据权利要求1的系统，其中其它电极装置是单个电极。

8．根据权利要求1的系统，其中其它电极装置包括两个电极部件，相互分离，同时基板在两个电极部件之间移动。

9．根据权利要求1的系统，包括多个电解槽，其中基板和其它电极装置极性分别交替。

10．根据权利要求1的系统，其中条件效应包括在基板的表面内产生空腔，其中所述空腔的尺寸通过电信号和电解槽的选择特性确定。

11．根据权利要求10的系统，其中所述电信号的选择特性包括占空比，其中所述电解槽的选择特性包括电解液的浓度和温度。

12．根据权利要求10的系统，其中所述空化气泡具有与基板的表面内的所述空腔基本相同的尺寸。

13．根据权利要求1的系统，其中能量产生装置为超声波频率转换器。

14．根据权利要求1的系统，其中能量产生装置为声频转换器。

15．根据权利要求1的系统，其中能量产生装置为气蚀水喷嘴。

16．根据权利要求1的系统，其中电解槽具有的电解液pH选自包括(1)中性、(2)微酸性和(3)微碱性组成的组。

17．根据权利要求1的系统，包括用于从基板清洗任何膜的残留物的装置。

18．根据权利要求1的系统，其中其它电极装置为钛上的氧化铱。

19．一种从金属表面上去膜的方法，包括步骤：

向金属基板表面上的膜施加应力以使膜断裂；

移动基板通过具有两个电极装置和电解液的电解槽，其中基板包括所述两个电极装置中的一个；

向所述电极装置施加电信号以便电信号流到基板，使(1)膜和(2)金属基板的表面中至少一个上产生条件效应；

20．根据权利要求19的方法，其中电信号是双极电信号。

21．根据权利要求19的方法，其中电信号施加装置的特征在于不与基板直接电接触。

22．根据权利要求19的方法，包括在电解槽中交替电极装置极性的步骤。

23．根据权利要求19的方法，其中其它电极装置是单个电极。

24．根据权利要求19的方法，其中其它电极装置包括两个电极部件，相互分离，同时基板位于两个电极部件之间。

25．根据权利要求19的方法，包括多个电解槽，在其中基板和其它电极装置极性分别交替。

26．根据权利要求25的方法，包括在选择的电解槽中增加过压的步骤，其中基板是阳极，增加过压达到这样的程度使在所述选择的电解槽中溶解金属的电流效率小于100％。

27．根据权利要求26的方法，包括在所述选择的电解槽中充分地减少其它电极装置尺寸的步骤，使所述选择的电解槽中的所述电流效率小于100％。

28．根据权利要求26的方法，包括在所述选择的电解槽中充分地减少电解液温度的步骤，使所述选择的电解槽中的所述电流效率小于100％。

29．根据权利要求26的方法，其中基板为阴极的选择的电解槽的尺寸要足够大，使基板表面上的pH不高，使在前一电解槽中产生的任何剩余金属离子不足以沉积在基板上。

30．根据权利要求19的方法，其中条件效应包括在基板的表面内产生空腔，其中所述空腔的尺寸通过电信号和电解槽的选择特性确定。

31．根据权利要求30的方法，其中所述电信号的选择特性包括占空比，其中所述电解槽的选择特性包括电解液的浓度和温度。

32．根据权利要求19的方法，其中所述空化气泡具有与电极的表面内的所述空腔基本相同的尺寸。

33．根据权利要求19的方法，其中能量产生装置为气蚀水喷嘴。

34．一种从金属表面上除去润滑剂的系统，包括以下部分：

移动其上具有润滑剂膜的金属基板通过具有两个电极装置和电解液的电解槽的装置，其中基板包括所述两个电极装置中的一个；

将所述金属基板浸在气穴流中并移动所述基板穿过其中，其中气穴流包括帮助溶解所述润滑剂的化学物质；以及

35．根据权利要求34的系统，其中电信号是双极电信号。

36．根据权利要求34的系统，其中电信号施加装置的特征在于不与基板直接电接触。

37．根据权利要求34的系统，其中条件效应包括在基板的表面内产生空腔，其中所述空腔的尺寸通过电信号和电解槽的选择特性确定。

38．一种从金属表面上除去润滑剂的方法，包括步骤：

移动其上具有润滑剂膜的金属基板通过具有两个电极装置和电解液的电解槽，其中基板包括所述两个电极装置中的一个；

39．根据权利要求38的方法，其中电信号是双极电信号。

40．根据权利要求38的方法，其中电信号施加装置的特征在于不与移动基板直接电接触。

41．根据权利要求38的方法，其中条件效应包括在基板的表面内产生空腔，其中所述空腔的尺寸通过电信号和电解槽的选择特性确定。