DE1446153B2 - Verfahren zur durchfuehrung von gasentladungsprozessen - Google Patents

Description

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!mittels in die Hohlwelle und zur Ableitung des Kühl- der Laufruhe der Trommel zu befürchten sind. Als mittels aus der Hohlwelle. Trägerorgan für das kathodisch zu zerstäubende pul- : Vorzugsweise sind Vorrichtungen zur Durchfüh- verförmige Material ist die zylindrische Innenwand 6 !rung des erfindungsgemäßen Verfahrens jedoch mit dieser Trommel 2 vorgesehen. Um das zu zerstäueiner in einem feststehenden Entladungsgefäß dreh- 5 bende pulverförmige Material auf dieses Trägerorgan !bar angeordneten Trommel versehen. In diesem Fall aufzubringen, wird das pulverförmige Material bei ist die Ausbildung der Trommel als mehrwandiger Beginn des Verfahrens, während sich die Trommel Trog in der bereits beschriebenen Form besonders noch in Ruhe befindet, zunächst auf den die zylin-Vorteilhaft. Vorzugsweise ist eine solche Vorrichtung drische Innenwand 6 nach unten abschließenden Bomit außerhalb des Entladungsgefäßes angeordneten io den 7 geschüttet, und daraufhin wird die Trommel in Antriebsmitteln zur Erzeugung der Rotation der Rotation versetzt. Dadurch wird das zunächst auf Trommel und mit einer die Entladungsgefäßwand dem Boden 7 befindliche pulverförmige Material !durchstoßenden Welle zur Verbindung der Antriebs- ebenfalls in eine Drehbewegung versetzt, wodurch !mittel mit der Trommel sowie mit Mitteln zur vaku- auf das pulverförmige Material einwirkende Fliehumdichten Durchführung der Welle durch die Entla- 15 kräfte erzeugt werden, so daß das pulverförmige Maidungsgefäßwand versehen. terial bereits bei geringer Drehzahl der Trommel zuVorrichtungen zur kathodischen Zerstäubung von nächst nach außen in die Ecke zwischen dem Bopulverförmigen Materialien sind vorzugsweise weiter den 7 und der Innenwand 6 wegrutscht. Bei weiterer mit Mitteln versehen, um einen zu bestäubenden Ge- Erhöhung der Drehzahl der Trommel beginnt sich genstand innerhalb der Trommel anzuordnen. Diese 20 das pulverförmige Material längs der zylindrischen Mittel sind bei Verwendung einer Vorrichtung mit Innenwand 6 zu verteilen. Die Verteilung des pulverieststehendem Entladungsgefäß und drehbar an- förmigen Materials längs der Innenwand 6 wird dabei geordneter Trommel vorzugsweise so auszubilden um so gleichmäßiger, je höher die Drehzahl der pund anzuordnen, daß der zu bestäubende Gegenstand Trommel wird. Gleichzeitig wird das pulverförmige feststeht und die Trommel um diesen Gegenstand ro- 25 Material mit Erhöhung der Drehzahl der Trommel [tiert. immer stärker auf die Unterlage, also auf die Innen- Ί Der zu bestäubende Gegenstand wird vorzugsweise wand 6, und zudem immer dichter zusammengepreßt, mit dem anderen mindestens zeitweise positiven Pol weil die auf das pulverförmige Material einwirkenden der Spannungsquelle über eine isolierte, mit einem Fliehkräfte um so größer werden, je schneller die Schutzspaltsystem versehene Stromdurchführung ver- 30 Drehbewegung dieses Materials ist. Von einer beibunden. Besonders vorteilhaft ist es, zur elektrischen stimmten Drehzahl der Trommel ab ist das pulverför-Verbindung des zu bestäubenden Gegenstandes mit mige Material vollständig gleichmäßig auf der zylinder Spannungsquelle einen rohrförmigen Stromleiter drischen Innenwand 6 der Trommel verteilt und billvorzusehen, der gleichzeitig als Gasleitung, Vorzugs- det eine dichte Schichte von überall etwa gleicher jweise zur Gasabführung, dient und in die Trommel 35 Schichtdicke, mit der die Innenwand 6 vollständig behineinragt. Eine solche Ausführungsform ist insbe- deckt ist. Zur Bildung dieser Schicht ist es jedoch sondere dann zweckmäßig, wenn die Trommel als notwendig, daß die zylindrische Innenwand 6 am Trog ausgebildet ist, weil dadurch erreicht werden oberen Ende mit einem genügend hohen Rand 9 verkann, daß das Gas in den Trog hineinströmt und sehen ist, an dem das pulverförmige Material einen dann über den in den Trog hineinragenden rohrför- 40 Halt finden kann. Dieser Rand 9 muß höher als die migen Stromleiter abgeführt wird, so daß also verhin- Dicke der Schicht 8 sein. Es ist zu beachten, daß das dert wird, daß die abgestäubten Partikelchen mit der Anlassen der Trommel bzw. die Erhöhung der Dreh-Gasströmung aus dem Trog hinausgetragen werden. zahl derselben insbesondere im Bereich von gegen-Der rohrförmige Stromleiter kann zudem gleichzeitig über der Betriebsdrehzahl relativ niedrigen Drehzahzur Halterung des zu bestäubenden Gegenstandes 45 len möglichst langsam und stetig erfolgen soll, damit verwendet werden. Vorzugsweise wird die Rohröff- während des gesamten Steigerungsvorganges der hung des rohrförmigen Stromleiers zur Verhinderung Drehzahl die Haftreibung des pulverförmigen Mateder Ausbildung einer Gasentladung innerhalb des rials auf seiner jeweiligen Unterlage erhalten bleibt. Rohres mit einem oder mehreren feinmaschigen Net- Denn um das pulverförmige Material in die gezen aus elektrisch leitendem Material abgedeckt. 50 wünschte Drehbewegung zu versetzen, müssen auf Bei Vorrichtungen zur kathodischen Zerstäubung das pulverförmige Material Beschleunigungskräfte von pulverförmigen Materialien ist die Trommel vor- übertragen werden, und diese Beschleunigungskräfte zugsweise zylindrisch ausgebildet und mit einem ebe- dürfen die maximal zulässigen Haftreibungskräfte nen Boden versehen. Dagegen ist es für Vorrichtun- nicht überschreiten.

gen zur Oberflächenbehandlung von metallischen 55 Sobald die Betriebsdrehzahl der Trommel erreicht Teilen oder Teilchen vorteilhafter, die Trommel mit ist und das pulverförmige Material eine gleichmäßige, einem runden Boden zu versehen. die Innenwand 6 bedeckende Schicht 8 gebildet hat, An Hand des in der Figur gezeigten Ausführungs- kann mit der kathodischen Zerstäubung dieses pulbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung des er- verförmigen Materials begonnen werden. Zu diesem findungsgemäßen Verfahrens ist die Erfindung am 60 Zeitpunkt kann also die Betriebsspannung zur Erzeu-Beispiel eines Verfahrens zur kathodischen Zerstäu- gung der elektrischen Entladung, die die kathodische bung von pulverförmigen Materialien im folgenden Zerstäubung des pulverförmigen Materials bewirkt, näher beschrieben. eingeschaltet werden. Der Ablauf des Kathodenzer-In dem Entladungsgefäß 1 ist die Trommel 2 mit- stäubungsprozesses erfolgt dann wie bei den bekannteis der Kugellager 3, 4 und 5 drehbar angeordnet. 65 ten Verfahren. Die zylindrische Innenwand 6 muß Die Anordnung der Kugellager ist so getroffen, daß zumindest zeitweise negative Spannung führen, die Trommel mit hohen Umdrehungszahlen in dem also als Kathode geschaltet sein, und der in der Figur Entladungsgefäß rotieren kann, ohne daß Störungen gezeigte, mit einer Überzugsschicht aus dem pulver-

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förmigen Material zu versehende Gegenstand 10 ist halten werden, so ist der Entladungsstrom durch Verhier als Anode geschaltet. Es ist natürlich ebenso minderung des Gasdruckes im Entladungsgefäß entmöglich, diesen Gegenstand 10 neutral anzuordnen sprechend zu verringern.

und eine gesonderte, mindestens zeitweise anodisches Das Verfahren wird vorzugsweise bei strömendem Potential führende Gegenelektrode vorzusehen. Die 5 Gas durchgeführt. In dem in der Figur gezeigten AusBetriebsspannung zur Erzeugung der elektrischen führungsbeispiel wird das Gas über die Zuleitung 16 Gasentladung wird von der regelbaren Gleichspan- dem Entladungsgefäß zugeführt. Die Gasströmung nungsquelle 11 geliefert. Statt einer solchen regelba- führt über einen von dem Unterteil und dem Deckel ren Gleichspannungsquelle kann auch eine Gleich- des Entladungsgefäßes sowie einem an der Tromspännungsquelle mit konstanter Spannung und ein re- io mel 2 besonders vorgesehenen Rand 17 begrenzten gelbarer Vorwiderstand 12 verwendet werden. Ferner Spalt in den eigentlichen Entladungsraum. Dieser ist es natürlich wie bei den bekannten Kathodenzer- enge Spalt und der Rand 17 sind zur Verhinderung stäubungsverfahren auch möglich, zur Stromversor- des Eindringens von zerstäubten Partikeln in die Kugung anstatt einer Gleichspannungsquelle eine Wech- gellager vorgesehen. Es ist in diesem Zusammenhang selspannungsquelle zu verwenden. Eine Verwendung 15 darauf hinzuweisen, daß eine Lagerung der Trommel einer Wechselspannungsquelle zur Stromversorgung außerhalb des Entladungsgefäßes bei den benötigten kommt insbesondere dann in Frage, wenn auch der hohen Drehzahlen der Trommel mit großen Schwiezu bestäubende Gegenstand während der Aufstau- rigkeiten verbunden ist, weil schon eine geringfügige bung erhitzt werden oder auf einer bestimmten Über- Unwucht der Trommel bei einer Lagerung außerhalb temperatur gehalten werden soll. Es ist weiterhin 20 des Entladungsgefäßes bei hohen Drehzahlen zu auch möglich, die elektrische Energie in Form von außerordentlich starken Schwingungen der Trommel Impulsen zuzuführen und zu diesem Zweck anstatt führen kann. Mit einer solchen Unwucht infolge einer der Gleichspannungsquelle 11 einen Impulsgenerator geringfügigen Ungleichmäßigkeit der Verteilung des vorzusehen. pulverförmigen Materials muß aber immer gerechnet

Bei dem in der Figur gezeigten Ausführungsbei- 25 werden. Die Wirkung des Randes 17 und des von die-

spiel führt die gesamte Trommel 2 und das Entla- sem begrenzten Spaltes, also die Verhinderung des

dugsgefäß 1 negatives, also kathodisches Potential. Eindringens von zerstäubten Partikeln in die Kugella-

Zur Zuführung dieses kathodischen Potentials ist der ger wird durch die Gasströmung noch unterstützt,

negative Pol der Gleichspannungsquelle 11 mit dem weil das durch die Zuführungsleitung 16 einströ-

Entladungsgefäß 1 verbunden. Der positive Pol der 30 mende Gas in entgegengesetzter Richtung zu etwa

Gleichspannungsquelle 11 ist über den vorzugsweise eindringenden Partikeln durch den von dem Rand 17

regelbaren Vorwiderstand 12 mit dem Stromleiter 13 begrenzten Spalt strömen muß. Dadurch wird das

verbunden, der mittels der mit einem Schutzspaltsy- Eindringen zerstäubter Partikeln in die Kugellager

stern versehenen isolierten Stromdurchführung 14 vollständig verhindert. Zur Abführung des Gases aus

durch den Deckel 15 des Entladungsgefäßes hin- 35 dem Entladungsgefäß ist der Stromleiter 13 rohrför-

durchgeführt ist. Im Inneren des Entladungsgefäßes mig ausgebildet. Dadurch, daß die öffnung dieses

ist der rohrförmige Gegenstand 10 an dem Stromlei- von dem Stromleiter 13 gebildeten Gasabführungs-

ter 13 befestigt und steht infolgedessen in elektrisch rohres am unteren Ende der Trommel liegt, wird die

leitender Verbindung mit dem positiven Pol der Gasströmung gezwungen, an der Kathode bzw. an

Gleichspannungsquelle 11 und wirkt daher als Anode 40 der Schicht 8 vorbeizuströmen, wodurch eine gute

der Entladungsstrecke. Durchspülung des Entladungsgefäßes und eine

Zur Durchführung des Kathodenzerstäubungsver- schnelle Entfernung etwa auftretender unerwünschter fahrens wird längs der Oberfläche der Schicht 8 vor- Gase gewährleistet ist. Von Vorteil ist dabei, daß die zugsweise eine Glimmentladung erzeugt, die die von Gasströmung in die Öffnung der Trommel 2 hineinder Schicht 8 gebildete Oberfläche vollständig be- 45 strömt, weil dadurch ein Entweichen von zerstäubten deckt. Die Bemessung der Entladungsleistungsdichte Partikeln in den Deckelraum weitgehend erschwert dieser Glimmentladung an der kathodisches Potential wird. Die Rohröffnung des die Gasabführungsleitung führenden Schicht 8 erfolgt in gleicher Weise wie die bildenden rohrförmigen Stromleiters 13 ist zur VerBemessung der Entladungsleistungsdichte bei den be- hinderung der Ausbildung einer Entladung innerhalb kannten Kathodenzerstäubungsverfahren. Es ist je- 50 des Rohres mit einem oder mehreren feinmaschigen doch zu beachten, daß die Glimmentladung minde- Netzen 18 abgedeckt.

stens bei einer Spannung betrieben wird, die eine aus- Ein besonderes Problem ist die Kühlung der kathoreichende elektrische Feldstärke erzeugt, um die auf dischen Innenwand 6, weil diese Kühlung während bereits von der Schicht 8 abgestäubte Partikeln noch des Betriebes und daher während der Rotation der wirksamen Fliehkräfte mindestens so weit aufzuhe- 55 Trommel 2 aufrechterhalten werden muß. Zu diesem ben, daß diese Partikeln nicht wieder zur Kathode zu- Zweck ist die Trommel 2 als mehrwandiger zylinrückkehren. Natürlich kann eine solche Wirkung der drischer Trog ausgebildet und mit einer die Innenelektrischen Feldstärke nur auf negativ geladene Par- wand 6 umgebenden trogförmigen Mittelwand 19 sotikeln ausgeübt werden und hängt zudem natürlich von wie einer diese Mittelwand umgebenden ebenfalls der Höhe der elektrischen Ladung dieser Partikeln und 60 trogförmigen Außenwand 20 und ferner mit einer am deren Größe bzw. deren Masse ab. Abgestäubte Par- Boden dieser trogförmigen Außenwand koaxial zur tikeln, die keine bzw. keine genügend große negative Trommelachse angebrachten Hohlwelle 21 versehen, Ladung aufweisen, kehren also ohnehin infolge der innerhalb der ebenfalls koaxial zur Trommelachse noch wirksamen Fliehkräfte wieder zur Kathode zu- ein in den Boden der trogförmigen Mittelwand 19 rück. Im Falle einer ungenügenden Bestäubung des 65 mündendes Rohr 22 vorgesehen ist. Die trogförmige Gegenstandes 10 muß also das Verfahren bei einer Mittelwand 19 und die trogförmige Außenwand 20 höheren Spannung durchgeführt werden. Soll dabei sind so ausgebildet und angeordnet, daß zwischen der eine bestimmte Entladungsleistungsdichte aufrechter- Innenwand 6 und der Mittelwand 19 sowie zwischen

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der Mittelwand 19 und der Außenwand 20 die beiden handlung wird dadurch erzielt, daß die zu behandelnebenfalls trogförmigen Hohlräume 23 und 24 entste- den Teile bzw. das zu behandelnde pulverförmige hen, die miteinander nur über am oberen Ende der Material durch zusätzliche Beschleunigungskräfte auf Mittelwand 19 angebrachte Verbindungskanäle 25 in der Oberfläche des Trägerogans ständig in Bewe-Verbindung stehen. Der Hohlraum 23 steht über das 5 gung gehalten werden. Denn durch diese ständige BeRohr 22 und in der Fortsetzung 26 der Hohlwelle 21 wegung kommen immer wieder andere Oberflächenvorgesehene Kanäle 27 sowie über die Übertragungs- teile der zu behandelnden Teile bzw. andere Teilchen vorrichtung 28 mit der Kühlmittelzuführleitung 29 in des pulverförmigen Materials in den unmittelbaren Verbindung. Der Hohlraum 24 steht über einen zwi- Einfluß der Glimmentladung, so daß sich im Mittel sehen der Hohlwelle 21 und dem Rohr 22 gebildeten io eine gleichmäßige Behandlung aller Oberflächenteile Hohlraum 30 und über in der Hohlwelle vorgesehene bzw. aller Teilchen des pulverförmigen Materials erKanäle 31 sowie über die Übertragungsvorrichtung gibt.

28 mit der Kühlmittelabführleitung 32 in Verbin- Bei einer solchen Bewegung bewirkt jedoch die dung. Die feststehende Übertragungsvorrichtung 28 Erdbeschleunigung, daß die bewegten Teile bzw. zur Zuführung des Kühlmittels in die rotierende 15 Teilchen nach unten gezogen werden, und es ergibt Welle und zur Abführung aus derselben ist nur prin- sich daher bei Verwendung einer zylindrischen Tron> zipiell dargestellt. Sie besteht im wesentlichen aus mel eine ungleichmäßige Verteilung der Teile bzw. einer Anordnung, die zwei die Welle ringförmig um- Teilchen auf der Innenwand der Trommel in der gebende Hohlräume 33 und 34 bildet, die gegenein- Form, daß die Anzahl der Teile bzw. der Teilchen ander und gegen die Welle mittels der ebenfalls nur 20 pro Oberflächeneinheit nach unten immer mehr zuprinzipiell dargestellten Dichtungen 35, 36 und 37 nimmt. Diese ungleichmäßige Verteilung kann daabgedichtet sind, und von denen der eine mit der durch ausgeglichen werden, daß die Trommel mit Kühlmittelzuführleitung 29 und der andere mit der einem runden Boden und einer konusförmigen Er-Kühlmittelabführleitung 32 in Verbindung steht. Mit Weiterung versehen wird, weil bei einer solchen Aus-Hilfe dieser Übertragungsvorrichtung 28 sowie der 25 bildung der Trommel die auf die bewegten Teile bzw. beschriebenen Ausbildung der Trommel 2 und der Teilchen einwirkenden Erdbeschleunigungskräfte Welle 21 ist es möglich, die als Kathode betriebene durch in Richtung der Erweiterung wirksame Kraft-Innenwand 6 auch während der Rotation der Trom- komponenten der Fliehkräfte aufgehoben werden, mel 2 in genügendem Maße zu kühlen. Zu diesem Die in der Figur gezeigte Vorrichtung kann zu diesem Zweck wird über die Kühlmittelzuführleitung 29 ein 30 Zweck mit einem entsprechenden Einsatz versehen Kühlmittel zugeführt, das über den Hohlraum 34 und werden, der außen zylindrisch ist und genau in Tromdie Kanäle 27 zunächst in das Rohr 22 fließt und von mel 2 paßt und immer die gewünschte Form mit rundort aus durch den Hohlraum 23 an der Außenseite dem Boden und konusförmiger Erweiterung aufder Innenwand 6 entlangströmt und dabei diese In- weist.

nenwand 6 abkühlt. Das erwärmte Kühlmittel fließt 35 Der Betrieb der Vorrichtung erfolgt bei der Oberdann über die Verbindungskanäle 25 und den Hohl- flächenbehandlung im wesentlichen in gleicher Weise raum 24 durch die Hohlwelle 21 bzw. den Hohlraum wie oben bereits im Zusammenhang mit der kathodi-30 wieder ab und gelangt über die Kanäle 31 sowie sehen Zerstäubung von pulverförmigen Materialien den Hohlraum 33 in die Kühlmittelabführleitung 32. beschrieben. Folgende Unterschiede bei der Verfah-Es ist wichtig, darauf hinzuweisen, daß die Mittel- 40 rensdurchführung sind jedoch zu beachten:
wand 19 sowie das Rohr 22 vorzugsweise aus einem Da eine Bewegung der zu behandelnden Teile bzw. Material bestehen sollte, dessen Wärmeleitfähigkeit des zu behandelnden pulverförmigen Materials aufmöglichst gering ist, damit von dem durch die Hohl- rechterhalten werden soll, dürfen die Fliehkräfte räume 24 und 30 abfließenden bereits erwärmten nicht so hoch sein, daß die Teile bzw. das pulverför-Kühlmittel möglichst wenig Wärme auf das Kühlmit- 45 mige Material auf das Trägerorgan gepreßt werden, tel im Hohlraum 23 sowie das durch das Rohr 22 zu- genauer gesagt dürfen die Fliehkräfte nicht so hoch fließende Kühlmittel übertragen wird. sein, daß die den Fliehkräften proportionalen Haft-

Es ist noch zu bemerken, daß die Abdichtung 38 reibungskräfte die Beschleunigungskräfte aufheben

zur vakuumdichten Durchführung der Welle 21 können. Im Gegensatz zu der kathodischen Zerstäu-

durch die Wand des Entladungsgefäßes 1 nur prinzi- 50 bung von pulverförmigen Materialien, bei der auf

piell dargestellt ist. Vakuumdichte Durchführungen eine möglichst feste Pressung des Pulvers auf das

für rotierende Wellen sind bereits in verschiedenen Trägerorgan Wert gelegt wird und bei der dement-

Ausführungsformen bekanntgeworden und bedürfen sprechend möglichst hohe Fliehkräfte zu erzeugen

daher hier keiner näheren Erläuterung. sind, werden also bei der Oberflächenbehandlung we-

Die in der Figur dargestellte und oben im Zusam- 55 gen der erforderlichen Beweglichkeit der zu behan-

menhang mit der kathodischen Zerstäubung von pul- delnden Teile bzw. Teilchen nur wesentlich niedri-

verförmigen Materialien beschriebene Vorrichtung gere Fliehkräfte benötigt, die lediglich groß genug

kann natürlich auch zur Oberflächenbehandlung von sein müssen, um die zu behandelnden Teile bzw.

metallischen Teilen, beispielsweise Kugeln, oder von Teilchen auf dem Trägerorgan zu halten. Demgemäß

pulverförmigem Material verwendet werden. Vorteil- 60 ist mit einer entsprechend niedrigeren Drehzahl der

hafter ist es jedoch, wenn die Trommel in diesem Fall Trommel zu arbeiten. Ferner ist bei der Oberflächen-

mit einem runden Boden versehen ist und sich nach behandlung zur Erzeugung der Beschleunigungs-

oben beispielsweise konusförmig erweitert, und zwar kräfte wechselnder Richtung und damit zur Bewe-

aus folgenden Gründen: Bei der Oberflächenbehand- gung der Teile bzw. Teilchen mit einer Drehzahl

lung kommt es im wesentlichen auf eine gleichmäßige 65 wechselnder Höhe zu arbeiten, während die Drehzahl

Behandlung der Oberfläche der einzelnen Teile bzw. bei der kathodischen Zerstäubung vorzugsweise kon-

auf eine gleichmäßige Behandlung aller Teilchen des stant gehalten wird. \

pulverförmigen Materials an. Diese gleichmäßige Be- Weiterhin ist bei der Oberflächenbehandlung ins-

besondere von pulverförmigen Materialien mit einer niedrigeren Spannung als bei der kathodischen Zerstäubung pulverförmiger Materialien zu arbeiten. Insbesondere soll die Spannung bei der Oberflächenbehandlung nicht so hoch sein, daß eine Zerstäubung des pulverförmigen Materials erfolgt oder daß negativ geladene Teilchen des pulverförmigen Materials allein durch die elektrische Feldstärke entgegen der Wirkung der Fliehkraft vom Trägerorgan abgehoben werden.

Schließlich ist bei der Oberflächenbehandlung natürlich anstatt eines zu bestäubenden Gegenstandes 10 eine Anode anzuordnen, die aber prinzipiell die gleiche Form haben kann.

Genau wie bei der Kathodenzerstäubung erfolgt die eigentliche Oberflächenbehandlung dann in gleicher Weise wie bei den bekannten in einer Glimmentladung durchführbaren Oberflächenbehandlungsverfahren mit ruhenden Behandlungsobjekten. Es kann beispielsweise eine Nitrierung, Karburierung, Bonerung, Silizierung oder auch eine reduzierende Behandlung mit Wasserstoff vorgenommen werden. Weiter können die zu behandelnden Teile oder Teilchen aber auch einer Oberflächenreinigung, beispielsweise in einer Wasserstoffatmosphäre, und Glühprozessen, beispielsweise in einer Edelgasatmosphäre, unterzogen werden.

Die Oberflächenbehandlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hat sich besonders für die Oberflächenvergütung, hauptsächlich für die Nitrierung und Karburierung, von Kugeln für Kugellager praktisch außerordentlich gut bewährt. Die Kugeln wurden beispielsweise bei einer Behandlung in einer Atmosphäre aus Ammoniak und Wasserstoff vollständig gleichmäßig nitriert, wie eingehende Untersuchungen an Schliffbildern gezeigt haben. Auch mikroskopische Untersuchungen der Oberflächen der Kugeln zeigten die völlige Gleichmäßigkeit der Oberflächenbehandlung.

Es ist ferner auch gelungen, durch Kathodenzerstäubung der Oberfläche des Trägerorgans Material von dieser Oberfläche abzustäuben und unmittelbar auf die auf der Oberfläche des Trägerorgans sich bewegenden Kugeln zu übertragen, so daß die Kugeln nach Durchführung des Verfahrens mit einer gleichmäßigen Oberflächenschicht aus dem Material des Trägerorgans überzogen waren.

Abschließend ist darauf hinzuweisen, daß zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens natürlich auch andere Vorrichtungen als das in der Figur dargestellte Ausführungsbeispiel verwendet werden können und daß die Erfindung keineswegs auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 Patentansprüche- wirkt. Eine gleichmäßige Oberflächenbehandlung ' von Kleinteilen, wie Kugeln, Schrauben und sonstiger

1. Verfahren zur gleichzeitigen Behandlung Massenartikel in einer Gasentladung, war bisher nur einer Vielzahl von nicht oder nur schwer festhalt- in rotierenden Behältern möglich, lieferte aber keine baren Kleinteilen, wie Kugeln, Schrauben und 5 gleichmäßigen Ergebnisse. Eine weitere Aufgabe des ähnlichen Massenartikeln, sowie auch pulverför- vorliegenden Verfahrens und seiner Vorrichtung ist miger Materialien in einer elektrischen Gasentla- die kathodische Zerstäubung von pulverförmigen dung, vorzugsweise einer Glimmentladung, in Materialien. Es ist bekannt, daß- in einer elektrischen einer Gasatmosphäre auf einem rotierenden Trä- Gasentladung aus der Oberfläche der kathodisches ger, in einem Behälter, dadurch gekenn- io Potential führenden Elektrode durch das Ionenbomzeichnet, daß die zu behandelnden Teilchen bardement Metallpartikelchen herausgelöst werden, während der Entladungsbehandlung durch auf sie Bei den bekannten Kathodenzerstäubungsverfahren wirkende Fliehkräfte in einer gleichmäßigen wird aber in der Regel die kathodisches Potential Schicht auf einer rotierenden kathodischen Me- führende Elektrode selbst zerstäubt, also muß diese tallfläche gehalten werden, aber die Lage aller 15 Elektrode aus dem Material hergestellt sein, mit dem Teilchen auf dieser Metallfläche und innerhalb der zu bestäubende Gegenstand überzogen werden der Schicht durch zyklische Drehzahländerungen soll. Diese Forderung bringt jedoch erhebliche Nachverändert und die Oberfläche sämtlicher Teilchen teile mit sich, insbesondere dann, wenn das zu zerim Mittel einem gleichmäßigen allseitigen Ionen- stäubende Material in Pulverform vorliegt und die bombardement ausgesetzt wird. 20 Herstellung fester Körper aus dem zu zerstäubenden

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Material mit besonderen Schwierigkeiten verbunden kennzeichnet, daß zur Abstäubung von Partikeln ist. Solche Schwierigkeiten liegen beispielsweise dann von der Oberfläche der Kleinteile die Entladungs- vor, wenn das zu zerstäubende Material aus einem spannung bis zu einer Feldstärke gesteigert wird, besonders hochschmelzenden Stoff besteht. Ein weideren Wirkung auf die geladenen Partikeln die 25 terer Nachteil ist der, daß nur aus elektrisch leitfähi-Fliehkraftwirkung übersteigt, die Partikeln entge- gen Stoffen bestehende Materialien zerstäubt werden gen der Fliehkraft bis zu^ einem im Behälter an- können, weil die Elektrode ja elektrisch leitfähig sein geordneten Gegenstand transportiert und auf des- muß.

sen Oberfläche abgeschieden werden. Diese beiden Aufgabenstellungen zur gleichzeiti-

30 gen Behandlung von nicht oder nur schwierig fest-

haltbaren Kleinteilen sowie auch pulverförmigen

Materialien in einer elektrischen Gasentladung, insbesondere einer Glimmentladung, in einer Gasatmo-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Sphäre auf einem rotierenden Träger in einem Behälgleichzeitigen Behandlung einer Vielzahl von nicht 35 ter löst die vorliegende Erfindung,
oder nur schwierig haltbaren Kleinteilen sowie auch Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die zu behan-

pulverförmiger Materialien in einer elektrischen Gas- delnden Kleinteile während der Entladungsbehandentladung, insbesondere einer Glimmentladung in lung durch auf sie wirkende Fliehkräfte in einer einer Gasatmosphäre auf einem rotierenden Behäl- gleichmäßigen Schicht auf einer rotierenden kathoditer. 40 sehen Metallfläche und innerhalb der Schicht durch

Hierzu gehören zunächst alle pulverförmigen zyklische Drehzahlenänderungen verändert und die Materialien, die in einer Gasentladung bearbeitet Oberfläche sämtlicher Kleinteile im Mittel einem werden sollen, beispielsweise in der Form, daß eine gleichmäßigen allseitigen Ionenbombardement ausge-Nitrierung oder Karburierung des pulverförmigen setzt wird.

Materials in einer Glimmentladung vorgenommen 45 Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verwerden soll. Ferner gehören dazu aber auch Klein- fahrens zur Kathodenzerstäubung von pulverförmiteile, wie Kugeln, Schrauben und sonstige Massenar- gen Materialien wird eine Spannung verwendet, die tikel, die in einer elektrischen Gasentladung einer eine ausreichende hohe elektrische Feldstärke ergleichmäßigen Oberflächenbehandlung unterzogen zeugt, um die abgestäubten elektrisch geladenen Parwerden sollen. 50 tikeln entgegen der Fliehkraft bis zu einem im Behäl-

Eine brauchbare technische Lösung für eine lan- ter angeordneten Gegenstand transportiert und abgegere Behandlung pulverförmiger Materialien in einer schieden werden.

Gasentladung ist schwierig, da beispielsweise bei Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugs-

einer Glimmentladung in einer Schale keine gleich- weise in einer Vorrichtung durchgeführt, die eine mit mäßige Behandlung zu erzielen ist und die Einwir- 55 einem zeitweise negativen Pol einer Spannungsquelle kung der Glimmentladung auf die oberste Schicht verbundene Trommel als Trägerorgan und weiterhin stärker als auf tieferliegende Schichten wäre. Eine be- Mittel aufweist, um die Trommel in Rotation zu verkannte Lösung zur Behandlung pulverförmiger Mate- setzen. Weiter ist diese Vorrichtung vorzugsweise mit rialien liegt darin, das pulverförmige Material in Mitteln zur Kühlung der Trommel versehen. Besoneinem Trägergas fein zu verteilen und dem Entla- 60 ders vorteilhaft sind Vorrichtungen mit einem die dungsgefäß durch eine Düse zuzuführen und an der Trommel bildenden mehrwandigen Trog und einem Düsenmündung eine Gasentladung zu erzeugen, zwischen der Innenwand und der Außenwand des durch die das Trägergas und mit diesem das pulver- Troges angebrachten Kühlsystem sowie einer am Boförmige Material hindurchströmt. Diese bekannte den des Troges koaxial zur Trogachse angebrachten Lösung hat aber den Nachteil, daß die Gasentladung 65 Hohlwelle, durch die die Zuführung und Abführung nur eine ganz kurze Zeit, nämlich nur während des des Kühlmittels erfolgt und über die die Energie Durchganges durch die Entladungszone, auf die ein- übertragen wird, um den Trog in Rotation zu versetzeinen Teilchen des pulverförmigen Materials ein- zen, und ferner mit Mitteln zur Zuleitung des Kühl-