Verfahren zur Behandlung von Metalloberflächen durch Glimmentladung
mit vorangehender Reinigung Wenn man einen Metallkörper bei Unterdruck in einer
Gasatmosphäre der Wirkung einer Glimmentladung aussetzt, so diffundieren Bestandteile
der Gasatmosphäre in die Oberfläche des Gegenstandes hinein. Dieses Verfahrens bedient
man sich bekanntlich bei der Nitrierung und der Aufkohlung von Körpern aus Stahl.
Der eigentlichen Behandlung muß dabei stets eine Vorbehandlung vorangehen, die den
Zweck hat, die Oberfläche gründlich zu reinigen. Dabei kann man der mechanischen
Reinigung eine Reinigung durch eine stromschwache Glimmentladung folgen lassen,
durch die noch verbliebene Verunreinigungen beseitigt werden.Process for the treatment of metal surfaces by glow discharge
with previous cleaning If you put a metal body in a
If the gas atmosphere is exposed to the effect of a glow discharge, components will diffuse
the gas atmosphere into the surface of the object. This procedure served
is known to be involved in nitriding and carburizing bodies made of steel.
The actual treatment must always be preceded by a pretreatment, the
The purpose is to thoroughly clean the surface. You can use the mechanical
Cleaning can be followed by cleaning by means of a low-current glow discharge,
which removes any remaining impurities.
Die Vorbehandlung in einer stromschwachen Glimmentladung wird als
Abglimmen bezeichnet. Dieses Abglimmen stößt auf um so größere Schwierigkeiten,
je größer die zu behandelnde Oberfläche ist. Bei Oberflächen von einer Ausdehnung
in der Größenordnung von 103 cm2 ist ein wirksames Abglimmen nur noch dann möglich,
wenn eine äußerst sorgfältige mechanische Reinigung vorangegangen ist.The pretreatment in a low-current glow discharge is called
Called Glowing. This diminution meets with all the greater difficulties,
the larger the surface to be treated. For surfaces of one extent
in the order of 103 cm2, an effective glow is only possible if
when extremely careful mechanical cleaning has preceded it.
Eine wesentlich intensivere Reinigung wird erhalten, wenn man sich
statt einer stromschwachen Glimmentladung einer Lichtbogenentladung bedient. Die
Reinigung von Metalloberflächen durch Lichtbogenentladung ist bei der Herstellung
von metallischen Überzügen auf Metallkörpern, die keine oder geringe Legierfähigkeit
mit dem überzugmietall besitzen, bekannt. Man verfährt dabei so, daß das Überziehen
in einem Entladungsgefäß erfolgt, in dem der zu überziehende Metallkörper zunächst
durch die Lichtbogenentladung gereinigt und dann unmittelbar in dem Entladungsgefäß
selbst in das Überzugmetall getaucht wird.A much more intensive cleansing is obtained if you look
instead of a low-current glow discharge, an arc discharge is operated. the
Cleaning of metal surfaces by arc discharge is part of the manufacturing process
of metallic coatings on metal bodies that have little or no alloyability
with the coating metal own known. One proceeds in such a way that the coating
takes place in a discharge vessel in which the metal body to be coated is initially
cleaned by the arc discharge and then immediately in the discharge vessel
is immersed in the coating metal itself.
Will man sich der Lichtbogenentladung zur Reinigung von Metalloberflächen
bedienen, die anschließend eine Behandlung durch Glimmentladung erfahren sollen,
so bereitet es erhebliche Schwierigkeiten, den Zeitpunkt festzustellen, in dem eine
für die Glimmbehandlung hinreichend saubere Oberfläche vorliegt. Diese Schwierigkeiten
zu beheben, ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe. Die Erfindung geht
mithin von einem Verfahren zur Behandlung von Metalloberflächen durch Glimmentladung
und vorangehende Reinigung der Oberflächen durch Lichtbogenentladung in einem Entladungsgefäß
mit vorgeschaltetem Begrenzungswiderstand aus. Sie besteht darin, daß die Lichtbogenentladung
selbsttätig in eine Glimmentladung übergeführt wird, indem der Begrenzungswiderstand
und die Stromstärke bei der Lichtbogenentladung so hoch eingestellt werden, daß
die an der Lichtbogenstrecke und dem Begrenzungswiderstand abfallende Gesamtspannung
gleich oder größer als die für eine stabile Glimmentladung erforderliche Brennspannung
ist. Dadurch entfallen die Schwierigkeiten bei der - Feststellung des erwähnten
Zeitpunktes. Denn es zeigt sich bei Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung,
daß während der Reinigungsperiode die kathodischen Leuchterscheinungen immer ausgedehnter
werden, bis schließlich der Lichtbogen in eine stabile Glimmentladung übergeht.
Versuche ergaben, daß ein Lichtbogen mit einer Stromstärke in der Größenordnung
von 101 bis 102 Ampere so lange brennflecklos auf der Kathode brennt, wie sich auf
dieser noch Verunreinigungen befinden, die hauptsächlich oxydischer Art sind.If you want to use the arc discharge to clean metal surfaces
operate, which are then to undergo a glow discharge treatment,
so it is very difficult to determine when a
The surface is sufficiently clean for the glow treatment. These difficulties
to remedy, is the underlying object of the invention. The invention works
hence a method for treating metal surfaces by glow discharge
and prior cleaning of the surfaces by arc discharge in a discharge vessel
with upstream limiting resistor. It consists in the arc discharge
is automatically converted into a glow discharge by the limiting resistor
and the current intensity in the arc discharge can be set so high that
the total voltage drop across the arc gap and the limiting resistor
equal to or greater than the burning voltage required for a stable glow discharge
is. This eliminates the difficulties in determining what is mentioned
Point in time. Because it turns out when carrying out the method according to the invention,
that during the cleaning period the cathodic luminous phenomena become more and more extensive
until the arc finally turns into a stable glow discharge.
Tests have shown that an electric arc with a current in the order of magnitude
from 101 to 102 amps burns on the cathode without focal spots as long as it burns
these still contain impurities, which are mainly of an oxidic nature.
Es empfiehlt sich, die Kathode während der Reinigung auf einer Temperatur
von weniger als 200° C zu halten. Dadurch wird eine Oxydation der Metalloberfläche
durch die sich bei der Lichtbogenentladung etwa verunreinigende Gasatmosphäre mit
Sicherheit vermieden.It is advisable to keep the cathode at one temperature during cleaning
below 200 ° C. This causes oxidation of the metal surface
due to the gas atmosphere which becomes contaminated during the arc discharge
Avoided security.
Günstige Ergebnisse lassen sich oft dadurch erzielen, daß die Reinigung
in einer Wasserstoffatmosphäre vorgenommen wird. Diese wird nach dem Umschlagen
des Bogens gegen die für die Behandlung in der Glimmentladung nötige Gasatmosphäre,
beispielsweise Stickstoff, ausgewechselt. Unbedingt erforderlich ist eine Wasserstoffatmosphäre
für eine wirksame Lichtbogenreinigung metallischer Oberflächen allerdings nicht,
da es sich gezeigt hat, daß die reinigende Wirkung der Lichtbogenentladung nur in
geringem Maße von der Gasatmosphäre abhängt. So haben in Luft bei einem Druck von
10 Torr durchgeführte Reinigungsversuche an als Kathode geschalteten Oberflächen
fast die gleiche Wirkung ergeben wie in
Wasserstoff durchgeführte
Lichtb6genreinigungen, wenn darauf geachtet wurde, daß die Kathodentemperatur 200°
C nicht überstieg.Favorable results can often be achieved by cleaning
is made in a hydrogen atmosphere. This will be after the envelope
of the arc against the gas atmosphere necessary for the treatment in the glow discharge,
for example nitrogen, replaced. A hydrogen atmosphere is absolutely necessary
but not for effective arc cleaning of metallic surfaces,
since it has been shown that the cleaning effect of the arc discharge only in
depends to a small extent on the gas atmosphere. So have in air at a pressure of
10 Torr cleaning tests carried out on surfaces connected as cathodes
give almost the same effect as in
Hydrogen carried out
Arc cleaning, if care was taken that the cathode temperature was 200 °
C not exceeded.
Die Erfindung sei an Hand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
.Eine durch -Sandstrahlen vörgcreinigte Platte von 104 cm2 Oberfläche wurde als
Kathode geschaltet und anschließend mit einem Lichtbogen von 30 Ampere bei einer
Brennspannung von 120 Volt gereinigt. Der Begrenzungswiderstand betrug 18 Ohm. Nach
30 Minuten, während deren der Kathodenfleck sich auf der gesamten Kathode hin und
her bewegte, schlug der Lichtbogen in eine Glimmentladung von 4 Ampere und einer
Brennspannung von 600 Volt um. Die. Lichtbogenreinigung wurde in einerWasserstoffatmosphäre
durchgeführt. Der Druck, der anfänglich 10 Torr betrug, wurde gegen Ende der Reinigung
auf 1 Torr erniedrigt. Dabei erwiesen sich auch die von der Anode am weitesten entfernt
liegenden Teile der Kathode als gut gereinigt.The invention will be described in more detail using an exemplary embodiment.
A plate with a surface area of 104 cm2, pre-cleaned by sandblasting, was used as a
Connected cathode and then with an arc of 30 amps at a
Burning voltage of 120 volts cleaned. The limiting resistance was 18 ohms. To
30 minutes, during which the cathode spot extends over the entire cathode
moved forward, the arc struck a glow discharge of 4 amps and one
Burning voltage of 600 volts. The. Arc cleaning was performed in a hydrogen atmosphere
carried out. The pressure, which was initially 10 torr, decreased towards the end of the cleaning
lowered to 1 Torr. The furthest from the anode also turned out to be
lying parts of the cathode cleaned as well.