DE3316742C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Oberflächen und oberflächennahen Schichten von Werkstücken, insbesondere für zahntechnische und medizinische Zwecke, aus elektrisch leitendem Material - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung vorgeschlagen, die es gestatten, verhältnismäßig unregelmäßig geformte Werkstücke an ihrer Oberfläche weitgehend gleichmäßig mit Partikeln aus einem Plasma zu dotieren, um auf diese Weise eine oberflächliche Härtung oder Anreicherung der Oberfläche mit einer bestimmten Substanz zu erreichen. Das Verfahren und die Vorrichtung können in gleicher Weise auch zur Reinigung bzw. Aufrauhung der Oberfläche des Werkstückes verwendet werden. Die gleichmäßige Einwirkung auf die Werkstück-Oberfläche wird dadurch erreicht, daß das Werkstück während des Ionen-Beschusses zumindest zeitweilig bewegt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung der Oberflächen und oberflächennahen Schichten von Werkstücken, insbesondere für zahntechnische und medizinische Zwecke, aus elektrisch leitendem Material, bei welchem aus einem Plasma Ionen mittels eines zwischen zwei Elektroden gebildeten elektrischen Feldes auf das die erste Elektrode bildende Werkstück aufgeschössen werden, welches während des Ionen-Beschusses zumindest zeitweilig bewegt wird. Außerdem befaßt sich die Erfindung mit einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, welche einen evakuierbaren, mit dem zur Plasma-Bildung dienenden Gas füllbaren Behälter aufweist, in welchem eine mit einer Stromzuführung versehene Halterung für das als erste Elektrode dienende Werkstück und in Abstand von dieser Halterung mindestens eine, ebenfalls eine Stromzuführung aufweisende, zweite Elektrode angeordnet ist.

Bei größeren Werkstücken aus Stahl, die eine besonders verschleißfeste, harte Oberfläche erfordern, ist das sogenannte Plasma- oder Glimm-Nitrieren eine zur Härtung geläufige Fertigungstechnologie. Zu diesem Zweck wird das Werkstück in einen Rezipienten eingebracht und dort unter entsprechender Druckverminderung und Einleitung eines stickstoffhaltigen Gases eine Glimmentladung erzeugt. Das Werkstück dient als Kathode, die Behälterwand im allgemeinen als Anode. Auf-

grand der Glimmentladung und des vorhandenen elektrischen Feldes kommt es zur Bildung von atomarem Stickstoff bzw. Ionen, die dann auf das Werkstück aufgeschossen werden. Dort dringen sie in di·.:- Oberfläche ein, sei es entweder direkt aufgrund der den Partikeln innewohnenden Energie, sei es infolge Diffusion, die durch die gleichzeitig eintretende Aufheizung des Werkstückes begünstigt wird. Durch die Einlagerung der Stickstoffatome in den Werkstoff erfolgt eine oberflächliche Härtung der Werkstücke. Außerdem ist davon auszugehen, daß der Stickstoff häufig mit Bestandteilen der Werkstück-Legierung, beispielsweise mit Chrom bei Edelstahl, reagiert. Bisher wird das sogenannte Plasma- bzw. Glimm-Nitrieren im wesentlichen nur für verhältnismäßig große Werkstücke mit relativ gleichmäßiger Gestaltung verwendet.

Gerade bei kleinen Teilen, die z. B. im Fein-Gießverfahren hergestellt sind, d. h. meist aus relativ weichen Werkstoffen bestehen, wäre es häufig technisch zweckmäßig, durch eine oberflächliche Härtung, beispielsweise durch Glimm-Nitrierung, eine verschleißfeste Oberfläche zu erzeugen. Hierbei ist z. B. an feinmechanische Sonderteile, an komplizierte Kleinteile für die Zahn- und Medizintechnik usw. zu denken, die beispielsweise über ein Wachs-Vormodell gegossen werden. Betrachtet man zahntechnische Teile, z. B. Träger für Brücken oder Gebisse, so war man bisher darauf angewiesen, die der Legierung ohnehin eigene Härte zu akzeptieren. Gerade hier wäre es aber günstig, wenn man in einfacher Weise die Teile an ihrer Oberfläche härten könnte, weil dann derer» Abriebfestigkeit erhöht wird, gleichzeitig aber die sonstigen Material-Eigenschaften, insbesondere die Elastizität usw., weitgehend erhalten bleiben.

Vor allem bei Metallteilen, die mit dem menschlichen Körper in Berührung kommen, spielt auch noch der Gesichtspunkt eine Rolle, daß es bei ihnen wünschenswert wäre, wenn der Titan-Gehalt möglichst hoch ist, weil man dann körperfreundliche Legierungen erhält. Der Erhöhung des Titan-Gehaltes sind jedoch gewisse Grenzen gesetzt. Zum einen ist Titan vergleichsweise teuer und zum anderen können die Legierungs-Eigenschaften beeinträchtigt werden, wenn der Titan-Gehalt zu hoch ist. Infolgedessen wäre es günstig, eine Möglichkeit zur Verfügung zu haben, den Titan-Gehalt von Metall-Legierungen nur an deren Oberfläche zu erhöhen.

Schließlich besteht vor allem im zahn- und medizintechnischen Bereich häufig das Verlangen, irgendwelche Gußteile od. dgl., die sehr kompliziert geformt sind, oberflächlich einwandfrei zu reinigen, wobei die Verunreinigungen in vielen Fällen so fest haften, daß sie sich mit den bekannten Verfahren, beispielsweise einem Ultraschallbad, nicht entfernen lassen.

Es ist nun aus der US-PS 32 82 814 das eingangs erwähnte Verfahren bekannt, bei dem das Werkstück während des Ionen-Beschusses zumindest zeitweilig bewegt wird. Bei dem bekannten Verfahren erfolgt eine im wesentlichen zufällige Bewegung der Gegenstände, wobei Gegenstände behandelt werden, die nicht oder nur schwierig unterstützt werden können. Es soll sich bei den gemäß dem bekannten Verfahren behandelten Teilen vor allem um pulverförmiges Material, aber auch um Kleinteile wie Kugeln, Schrauben oder sonstige Massenprodukte handeln, die einer gleichmäßigen Oberflächenbehandlung unterzogen werden sollen. Voraussetzung für eine Wirksamkeit des bekannten Verfahrens ist, daß die Behandlung der Gegenstände im elektrischen Feld entsprechend lang erfolgt, um zu gewährleisten, daß nach den Gesetzmäßigkeiten der Statistik sich die Teilchen so stark bewegt haben, daß eine in etwa gleichmäßige Behandlung der Oberflächen der Teilchen stattgefunden hat. Ein derartiges Vorgehen mag wohl bei Massenprodukten, z. B. Kugeln, Schrauben etc. angängig sein, weil bei diesen gewisse Differenzen in der Oberilächenbeschaffenheit höchstens eine sehr untergeordnete Rolle spielen. Ein Vorgehen in der bekannten Weise ist jedoch ausgeschlossen, wenn "s darum geht, vergleichsweise kompliziert geformte oder empfindliehe Teile, beispielsweise feinmechanische Sondei teile, sowie komplizierte Kleinteile für die Zahn- und Medizintechnik zu behandeln. Derartige Teile haben sehr häufig eine äußerst komplizierte Gestalt. Außerdem besitzen sie in einer Vielzahl von Fällen nur eine relativ geringe Wandstärke, so daß es wesentlich darauf ankommt, über die gesamte Oberfläche der Teile eine etwa gleichmäßige Behandlung zu gewährleisten, ohne daß die Gefahr einer Beschädigung, zumindest Verbiegung der Teile bestünde.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von kompliziert geformten Teilen aus leitendem Werkstoff vorzuschlagen, welches es gestattet, diese Teile über ihre gesamte Oberfläche möglichst gleichmäßig zu behandeln, ohne daß die Gefahr bestünde, daß die Teile während der Behandlung beschädigt werden. Außerdem soll das Verfahren sowie die erfindungsgemäß zu seiner Durchführung vorgeschlagene Vorrichtung eine Anpassung an unterschiedlichste Werkstücks-Formen gestatten.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung bei dem eingangs erwähnten Verfahren vorgeschlagen, daß das Werkstück durch Drehung und/oder Verschiebung in Abhängigkeit von seiner Form in vorbestimmter Weise bewegt wird.

Erfindungsgemäß erfolgt somit die Behandlung der Werkstücke nicht mehr in einer weitgehend zufälligerweise. Es erfolgt vielmehr eine genau vorbestimmte Bewegung des Werkstückes in Anpassung an dessen Form, und zwar durch Drehung bzw. Verschiebung, wo· bei natürlich diese beiden Bewegungsarten auch überlagert werden können, wenn dies — wie im Normalfall wohl stets — die Form des Werkstückes verlangt. Aufgrund dieser Art der Bewegung läßt sich auch bei kleinen, komplizierten Werkstücken eine einwandfreie Oberfläche erzeugen, ohne daß die Gefahr einer Beschädigung des Werkstückes oder — infolge Abdekkung — einer ungleichmäßigen Behandlung gegeben wäre. Da eine gezielte Bewegung der Werkstücke vorgesehen ist, besteht auch keine Gefahr einer mechanisehen Beschädigung. Selbstverständlich ist es bei einem Vorgehen nach der Erfindung nun nicht immer erforderlich, das Werkstück während der gesamten Beschießungsdauer zu bewegen. Es wäre vielmehr auch denkbar, nur eine zeitweilige Bewegung vorzusehen, beispielsweise dann, wenn vor der Härtung bzw. Anreicherung mit dem aufzuschießenden Stoff erst eine oberflächliche Reinigung des Werkstückes erfolgt Während der Reinigung ist eine Bewegung des Werkstückes nicht unbedingt erforderlich.

Zur Bildung des Plasmas können — abhängig von dem angestrebten Erfolg — unterschiedliche Gase verwendet werden. Wird, wie nach der Erfindung vorgesehen, zur Bildung des Plasmas ein Gas verwendet, welches Titan enthält, so führt dies zu einer Anreicherung im Bereich der Oberfläche des Werkstückes mit Titan. Auf diese Weise wird bei Verwendung nur vergleichsweise geringer Titanmengen die Körperfreundlichkeit des Werkstückes vor allem im zahn- und medizintechni-

sehen Bereich erhöht. Gleichzeitig bleiben jedoch für das Werkstück im übrigen (abgesehen von einer vergleichsweise dünnen Oberflächenschicht) die aufgrund der verwendeten Legierung vorhandenen Material-Eigenschaften erhalten. Zur Bildung des Plasmas kann beispielsweise ein Gas verwendet werden, in dem Titan fein verteilt ist. Derart fein verteiltes Titan kann man in ein Gas z. B. durch Abstauben einbringen.

Wird, wie nach der Erfindung weiter vorgesehen, zur Bildung des Plasmas ein Gas, welches nicht, mit dem Material des Werkstücks reagierende oder nicht in dessen Gitter einlagerbare Partikel enthält, verwendet, dann ergibt sich während der Behandlung praktisch nur eine Abtragung bzw. eine Aufrauhung der Oberfläche des Werkstückes. Auf diese Weise lassen sich z. B. Werkstücke reinigen. In der Dentaltechnik kann auf diese Weise die Oberfläche von irgendwelchen gegossenen Teilen soweit aufgerauht werden, daß eine besonders feste Verbindung durch Aufbrennen von Keramikwerkstoffen oder Aufpolymerisieren von Kunststoffen erhalten werden kann.

Die Behandlung der Oberfläche des Werkstückes läßt sich durch entsprechende Gestaltung der zweiten Elektrode, d. h. der Gegenelektrode zum Werkstück, weiter verbessern. Wenn beabsichtigt ist, für mehrere unterschiedlich geformte Werkstücke gleiche Elektroden zu verwenden, geht man dabei zweckmäßig derart vor, daß als zweite Elektrode eine Elektrode verwendet wird, welche eine unebene Oberfläche aufweist, deren Abstand von der Oberfläche des als erste Elektrode dienenden Werkstückes über den gesamten Bereich der Oberflächen gesehen unterschiedlich ist. Beispielsweise können Elektroden verwendet werden, die wellblechartig gewölbt sind, oder Elektroden, die gleichmäßig über ihre Oberfläche verteilte Vorwölbungen besitzen.

Eine zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung besonders geeignete Vorrichtung mit den eingangs erwähnten Merkmalen zeichnet sich vorzugsweise dadurch aus, daß die Halterung für das Werkstück mit einem Bewegungsantrieb verbunden ist, der jeweils einer, getrennten Antriebsmotor für eine Drehbewegung und eine Verschiebebewegung der Halterung umfaßt. Die Kombination zweier Antriebsmotoren für unterschiedliche Bewegungen bietet die Möglichkeit, alle denkbaren Bewegungen des Werkstückes zu bewerkstelligen. Es kommt beispielsweise eine kontinuierliche, d. h. stets in einer Richtung erfolgende, Bewegung in Frage. Weiterhin sind auch intermittierende oder hin- und hergehende Bewegungen denkbar, wobei Drehbewegungen üblicherweise kontinuierlich, Verschiebebeweguneen daeeeen hin- und hergehend erfolgen werden. Die Art der Antriebsmotoren ist weitgehend frei wählbar: z. B. können Klein-Servomotoren, Hydraulikoder Pneumatik-Antriebe, Linear-Motoren usw. verwendet werden.

Als Halterung wird nach der Erfindung mit Vorteil ein am Behälter geführtes, axial verschiebliches und/oder drehbares Rohr verwendet, welches gleichzeitig zur Zuführung des das Plasma bildenden Gases in den Behälter dient. Auf diese Weise wird das Gas sofort in die Nähe des Werkstückes geleitet. Zu diesem Zweck kann das die Halterung bildende Rohr beispielsweise auch mehrere, über seinen Umfang verteilte Gas-Austrittsöffnungen aufweisen.

Um zu verhindern, daß das Gas bzw. Plasma durch Schmiermittel od. dgl., für den Bewegungsantrieb verunreinigt wird, ist vorgesehen, daß der Bewegungsantrieb außerhalb des evakuierbaren Behälters angeordnet und die Halterung über eine gasdichte Durchführung mit dem Bewegungsantrieb verbunden ist.

Der Aufbau der Vorrichtung nach der Erfindung kann entsprechend den jeweiligen Anforderungen unterschiedlich sein. Beispielsweise könnte ein Metall-Behälter mit gekühlten Wänden verwendet werden. Besonders günstig ist es jedoch, wenn gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung der evakuierbare Behälter von einem oben mit einem Deckel und unten mit einem Boden verschlossenen Quarz-Glasrohr gebildet ist, wobei der Deckel die Halterung für das Werkstück samt Bewegungsantrieb trägt, während die mindestens eine zweite Elektrode einschließlich ihrer Stromzuführung am Boden angeordnet ist. Die Verwendung eines Quarz-Glasrohres als Behälter hat mehrere Vorzüge. Zum einen besteht keinesfalls die Gefahr, daß aus der Behälterwand Material herausgeschlagen wird und das Plasma verunreinigt. Zum anderen gestattet die Verwendung eines Glasrohres die ständige Beobachtung des zu behandelnden Werkstückes während des Beschüsses. Schließlich ergeben sich auch keine Verfälschungen des Feldes zwischen Gegenelektroden und Werkstück, wie dies bei aus Metall bestehenden Behältern zu befürchten wäre. Es können deswegen ohne Schwierigkeiten Elektroden unterschiedlichster Gestaltung eingesetzt werden.

Zweckmäßig ist in dem Quarz-Glasrohr im Bereich des Bodens und/oder Deckels eine Isolierscheibe aus hitzebeständigem Fasermaterial angeordnet. Diese Isolierscheibe hat zwei Aufgaben: Zum einen sorgt sie für eine Wärmedämmung gegenüber Boden und Deckel, die im allgemeinen aus Metall bestehen. Zum anderen trägt die Verwendung von Isoliersctieiben aus Fasermaterial dazu bei, daß sich im Bereich des Bodens und Deckels keine Plasma-Ansammlungen bilden können, wodurch die Effektivität der Einwirkung auf das Werkstück vergrößert und verhindert wird, daß beispielsweise Lichtbogen-Durchbrüche in Richtung auf Boden und Deckel erfolgen. Um Verbrennungen der Bedienungsperson zu verhindern, ist zweckmäßig das Quarz-Glasrohr von einer Abschirmung umgeben, welche mit Durchblick-Öffnungen versehen ist, beispielsweise aus Lochblech. Einer übermäßigen Erwärmung von Boden und Deckel läßt sich außerdem dadurch entgegenwirken, daß Deckel und/oder Boden mit Kühlrippen versehen sind.

Es ist nach der Erfindung weiter vorgesehen, daß der Deckel oberseitig eine den außerhalb des Behälters angeordneten Bewegungsantrieb sowie die Stromzuführung und gegebenenfalls Gaszuführung zur Halterung umschließende Kappe trägt.

Die Vorrichtung nach der Erfindung soll möglichst vielseitig verwendbar sein, d. h. die Behandlung von ganz unterschiedlich gestalteten Werkstücken gestatten. Dabei ist es zwar möglich, als zweite Elektrode solche Elemente vorzusehen, die die Behandlung von ganz unterschiedlich gestalteten Werkstücken gestatten. Besonders günstig ist es jedoch, wenn die zweite Elektrode auswechselbar im Behälter angeordnet ist, weil sich dann eine besonders gute Anpassung an die jeweilige Werkstück-Geometrie erreichen läßt.

Weist die zweite Elektrode eine mit Vorwölbungen versehene Oberfläche auf, so erreicht man eine besonders gleichmäßige Verteilung des Plasmas. Es tritt kaum irgendwo überhöhte Leistung auf. Die Partikel im Plasma treffen mit unterschiedlichem Einflugwinkel auf das Werkstück auf, was bei gewissen Gitterformen zusätzlich zu höheren Eindringtiefen und damit beispielsweise

zu besserer Härtung oder höherer Anreicherung mit Titan od. dgl. führen kann.

Vor allem dann, wenn die zweite Elektrode auswechselbar im Behälter angeordnet ist, kann auch so vorgegangen werden, daß die Oberfläche der zweiten Elektrode an die Form der Oberfläche des zu behandelnden Werkstückes angepaßt ist. In diesem Fall muß die Elektrode jeweils beim Übergang auf ein anderes Werkstück ausgewechselt werden. Eine derartige Anpassung der Elektrodenform an die Werkstückform ist allerdings meist nur dann möglich, wenn das Werkstück während der Behandlung lediglich verschoben, nicht aber gedreht wird. Auf eine solche Verdrehung kann im allgemeinen bei Anpassung der Elektrodenform an die Werkstückform auch verzichtet werden. Vor allem bei hinsichtlich ihrer Form an das Werkstück angepaßten Elektroden kann es durchaus auch zweckmäßig sein, mehrstückige Elektroden zu verwenden, die allerdings auf dem gleichen Potential liegen sollten.

Aus der CH-PS 5 61 285 ist eine grundsätzlich auch für eine Vorrichtung nach der Erfindung verwendbare Regelung zur Unterdrückung der Lichtbogen-Bildung bekannt, bei der parallel zu einem Überwachungsgerät ein Serienwiderstand vorgesehen ist, der dazu dient, einen entsprechenden Spannungsabfall für das Überwachungsgerät zu erzeugen. Die Ansteuerung des Überwachungsgerätes erfolgt über ein Steuergerät, das nach dem sogenannten Phasen-Anschnittverfahren den Zündzeitpunkt von Thyratron- oder Thyristor-Gleichrichtern bestimmt. Beim Ansprechen des Überwachungsgerätes infolge einer stärkeren Störung der Glimmentladung am Werkstück erhält bei der bekannten Einrichtung das Steuergerät einen Steuerimpuls, woraufhin im Anschluß an den nächstfolgenden Nulldurchgang der Wechselspannung im Sekundärkreis diese während einer Anzahl von Perioden unterbrochen bleibt, worauf eine Wiedereinschaltung durch einen zweiten Steuerimpuls erfolgt, der vom Überwachungsgerät nach einer dort einstellbaren Verzögerungszeit automatisch abgegeben wird. Das bekannte Gerät arbeitet somit mit einer Unterbrechung der Stromversorgung für die Einrichtung, wobei diese Unterbrechung aber erst nach einer gewissen Verzögerungszeit erfolgt. Einer derartige Unterbrechung der Stromversorgung mit einem elektronischen Bauteil bzw. durch einen strom- und spannungsfesten Halbleiter, ist bei Versuchsanlagen oder Anlagen mit kleiner Leistung ohne Schwierigkeiten möglich. Bei Produktionsanlagen mit hohen Leistungen ist ein derartiges Vorgehen jedoch im Hinblick auf den Bauelemente-Aufwand unrealistisch und wesentlich zu teuer, wenn es überhaupt machbar und wegen der zu erwartenden Rückwirkungen auf das Spannungsversorgungsnetz zulässig ist Um diese Probleme auszuschalten, wird nun gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß im Speisestromkreis zur Erzeugung des elektrischen Feldes zwischen den beiden Elektroden eine Sicherung gegen Lichtbogen-Bildung vorgesehen ist, die von einem Überstromrelais und/oder einer Shunt-Abschaltung gebildet ist. Bei Verwendung einer derartigen Sicherungs-Schaltung treten die vorstehend erwähnten Probleme nicht auf. Die Sicherung schaltet die Stromversorgung ab bzw. reduziert den fließenden Strom, sobald infolge eines Überschlages und der entsprechenden Lichtbogen-Ausbildung der Strom im Versorgungskreis plötzlich angestiegen ist. Auf diese Weise wird der Lichtbogen gelöscht und es kann dann eine normale Bestrahlung wieder aufgenommen werden. Die Vermeidung von Lichtbogen ist deswegen wesentlich.

weii andernfalls die Oberfläche des Werkstückes durch konzentrierte Bestrahlung in engen Bereichen beschädigt werden könnte.

Nachstehend wird das erfindungsgemäße Verfahren sowie eine bevorzugte Ausführungsform einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung anhand der Zeichnung nähei erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 ein Prinzip-Schaltbild der Vorrichtung;

ίο Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Behälter samt Deckel und Boden der Vorrichtung;

F i g. 3a bis 3c schematisch verschiedene Ausführungsformen der Elektroden-Anordnungen jeweils im Vertikalschnitt und in Draufsicht, und

Fig.4 in Draufsicht eine Anordnung mit an das Werkstück angepaßten Elektroden.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht, wie die Prinzip-Darstellung der Fig. 1 erkennen läßt, grundsätzlich aus einem evakuierbaren Behälter 1, in welchem über eine bewegliche Halterung 2 das als eine Elektrode dienende Werkstück 3 etwa zentrisch angeordnet ist. Das Werkstück 3 dient im allgemeinen als Kathode. Das Werkstück 3 ist von einer zweiten Elektrode 4, die üblicherweise an positiver Spannung liegt, also als Anode wirkt, umgeben.

Der Behälter 1 ist gasdicht verschlossen. Zur Anzeige des Druckes im Behälter dient ein Vakuum-Meter 5. Der Behälter 1 kann über die mit entsprechenden Ventilen 6 versehene Leitung 7 evakuiert werden. Über die ebenfalls ein Ventil 8 aufweisende Leitung 9 kann ein zur Bildung des Plasmas verwendetes Gas, beispielsweise ein stickstoff- oder ammoniak-haltiges Gas oder ein Gas, welches Titan in Form eines Titansalzes bzw. eines Aerosols aus einer Titansäure-Lösung enthält, eingeführt werden.

Die bewegliche Halterung 2 und damit das Werkstück 3 ist über eine Leitung 10, die Außenelektrode 4 über eine Leitung 11 an die insgesamt mit 12 bezeichnete Stromversorgungseinrichtung angeschlossen.

Die Stromversorgungseinrichtung 12 wird vom Netz 13 gespeist. Sie umfaßt bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Hochspannungsversorgung 14, die z. B. zwischen 0 und 1000 Volt regelbar ist und einen Trenntransformator aufweist, welcher von einem Thyristorsteller im Phasenanschnitt angesteuert wird.

Der Hochspannungsversorgung 14 nachgeschaltet ist eine Gleichrichtereinheit 15 mit einem Brückengleichrichter sowie einer kapazitiven Siebung.
Auf die Gleichrichtereinheit 15 folgt im Schaltkreis ein Überstromrelais 16 sowie eine Shunt-Abschaltung 17. Sowohl das Überstromrelais 16 als auch die Shunt-Abschaltung 17 haben die Aufgabe, ein Durchzünden des Plasmas im Behälter 1 und dadurch das Entstehen von Überschlagen bzw. von Lichtbogen zu vermeiden.

Die Ansteuerung der Shunt-Abschaltung erfolgt mittels eines verhältnismäßig rasch auf Stromerhöhungen ansprechenden Halbleiter-Bauelementes, wobei dann ein Widerstand 18 in den Stromkreis zu den Elektroden 3,4 eingeschaltet wird, während normalerweise der Strom direkt von dem Bauteil 17 über die Leitung 19 fließt, d. h. der Widerstand 18 überbrückt ist. Bei Ansprechen der Shunt-Abschaltung 17 erfolgt daher eine Reduzierung des Stromes in der Leitung 20 und somit eine entsprechende Verminderung der Feldstärke zwischen den Elektroden 3 (Werkstück) und 4 (Gegenelektrode). Sollte trotzdem der Strom in der Leitung 20 noch zu hoch sein, schaltet das Überstromrelais 16 ab.
Zwischen Überstromrelais 16 und Shunt-Abschaltung

17 ist ein Meßinstrument 21 für Strom bzw. Spannung angeordnet.

Die nähere Ausbildung des Behälters 1 sowie des Antriebes für die Halterung 2 ist aus F i g. 2 ersichtlich. Dabei ist die Darstellung derart, daß ein insgesamt mit

22 bezeichneter Deckel auf die Behälterwandung aufgesetzt ist, während der insgesamt mit 23 bezeichnete Boden etwas abgenommen ist.

Die in Fi g. 2 gezeigte Vorrichtung umfaßt als Behälter-Außenwand ein Quarz-Glasrohr 24, welches im allgemeinen etwa zylindrisch sein wird und an den Endkanten 25 plan geschliffen ist. Das Quarz-Glasrohr 24 bildet die Außenwandung des Behälters. Zum endseitigen Abschluß des Quarzrohres 24 dienen der Boden 23 und der Deckel 22. Zu diesem Zweck weisen sowohl Boden 23 als auch Deckel 22 jeweils eine Ringnut 26 auf, in der ein Silikon-Dichtungsring 27 angeordnet ist. Boden 23 und Deckel 22 werden in geeigneter Weise gegeneinander und gegen die Endkanten 25 des Quarz-Glasrohres 24 verspannt, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit davon abgesehen wurde, die hierzu verwendeten Mittel im einzelnen darzustellen.

An dem Boden 23 ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel eine Stromdurchführung 28 mittig angeordnet, die sowohl vakuumdicht als auch überschlagsicher ausgebildet sein sollte. Von dieser Stromdurchführung 28 geht eine Leitung 29 zu einem unterseitigen Ring 30 der in F i g. 2 als Zylinder dargestellten zweiten bzw. Gegenelektrode 4. Der Ring 30 der Gegenelektrode 4, d. h. im allgemeinen der Anode, kann, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Isolierstücken, mit dem Boden

23 verbunden werden. Es wäre selbstverständlich auch möglich, den Ring 30 aus isolierendem Werkstoff herzustellen, in welchem Falle dann in geeigneter Weise eine Verbindung zwischen der Leitung 29 und der Gegenelektrode 4 hergestellt werden müßte.

Nahe dem Außenumfang weisen Boden 23 und Dekkel 22 jeweils eine Umfangsnut 31 auf, die in zusammengebautem Zustand der Vorrichtung (siehe Deckel-Anordnung) zur Aufnahme eines Abschirm-Zylinders 32 dient, der vorteilhafterweise mit Durchblicköffnungen 33 versehen ist. Der Abschirm-Zylinder 32 kann beispielsweise zu diesem Zweck aus handelsüblichem Lochblech gebildet sein. Er hat insbesondere den Zweck, ein unbeabsichtigtes Berühren des Quarz-Glasrohres 24, welches höhere Temperatur annehmen kann, zu verhindern. Infolge der Verwendung von durchlöchertem Material für den Abschirm-Zylinder 32 besteht, sofern die Gegenelektrode 4 ebenfalls entsprechend durchbrochen ist, die Möglichkeit, das an der Halterung 2 befestigte Werkstück 3 während der Behandlung zu beobachten.

Der Deckel 22 umfaßt ein Unterteil 34, welches z. B. aus Aluminium gedreht oder gegossen sein kann. Das Unterteil 34 ist, wie die Zeichnung deutlich erkennen läßt, mit umlaufenden Kühlrippen 35 versehen. An seinem oberen Rand kann über das Unterteil 34 des Dekkels 22 eine Kappe 36 gestülpt werden. Der von der Kappe 36 sowie den Wänden des Unterteiles 34 des Deckels 22 umschlossene Raum 37 dient zur Aufnahme des Bewegungsantriebes für die Halterung 2 des Werkstückes 3 sowie gegebenenfalls weiterer Einrichtungselemente. Der Anschluß des Deckels 22 zum Quarz-Glasrohr 24 bzw. dem Abschirm-Zylinder 32 erfolgt in gleicher Weise wie der Anschluß des Bodens 23.

In der Bodenfläche 38 des Unterteiles 34 des Deckels 22 ist etwa zentrisch eine Durchführung 39 vorgesehen, die gasdicht ist und sowohl eine axiale Verschiebung als auch eine Drehung der Halterung 2 gestattet.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel dient die Halterung 2 sowohl zur Stromzuführung zu dem die eine Elektrode bildenden Werkstück 3 als auch zur Zuführung des zur Plasma-Bildung verwendeten Gases. Hierzu ist die Halterung 2 von einem Rohr gebildet, welches mit seinem oberen Ende in einer drehbaren Gaszuführung endet. Dieser Gaszuführung 40 wird Gas über einen in einer gemeinsamen Versorgungsleitung 41 verlaufenden Schlauch 42 zugeführt. An dem unteren Ende des als Halterung 2 dienenden Rohres, d. h. nahe der Aufhängung 43 für das Werkstück 3, ist wenigstens eine, vorzugsweise aber mehrere, Gasaustrittsöffnung(en) 44 vorgesehen. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß das zur Plasma-Bildung verwendete Gas in unmittelbarer Nachbarschaft des Werkstückes 3 austritt.

Die Stromzuführung zur Halterung 2 und damit zu dem Werkstück 3 erfolgt über ein Kabel 45, welches ebenfalls in der gemeinsamen Versorgungsleitung 41 verläuft.

Die gemeinsame Versorgungsleitung 41, die über eine Schraubverbindung 46 an der Kappe 36 des Deckels 22 befestigt ist, nimmt neben dem Gaszuführungsschlauch 42 und dem Stromversorgungskabel 45 für das Werkstück 3 außerdem noch eine Saugleitung 47 auf, die über ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Verbindungsstück, beispielsweise einen entsprechenden Schlauch, mit dem Vakuumstutzen 48 in der Bodenfläche des Dekkels 22 verbunden ist. Das untere Ende des Vakuumstutzens 48 ragt in den von dem Quarz-Glasrohr 24 sowie Boden 23 und Deckel 22 begrenzten Innenraum des Behälters 1.

In der gemeinsamen Versorgungsleitung 41 können schließlich auch noch bei 49 bzw. 50 angeschlossene Steuerleitungen für den aus zwei Teilantrieben, nämlich dem Drehbewegungs-Antrieb 51 und dem Hub-Bewegungsantrieb 52 bestehenden Bewegungs-Antrieb für die Halterung 2 des Werkstückes 3 verlaufen.

Der Drehbewegungs-Antrieb 51 ist ein Klein-Servomotor, dessen Rotationsgeschwindigkeit und Bewegungsdauer über eine entsprechende Steuereinrichtung, die ohne weiteres erstellbar und deswegen nicht näher erläutert ist, wählbar sind. Der Drehantrieb 51 wirkt direkt auf die drehbare Gaszuführung 40 und damit auf das obere Ende der Halterung 2 ein, die selbstverständlich in der drehbaren Gaszuführung 40 vertikal verschieblich sein muß, um eine vertikale Bewegung des Werkstückes 3 zu bewirken.
Die Vertikalbewegung der Halterung 2 und damit des

so Werkstückes 3 wird über einen weiteren Klein-Servomotor 52 bewirkt, der über eine Getriebe-Untersetzung eine Exzenterscheibe 53 antreibt, welche einen Stift 54 trägt, der in einen Horizontalschlitz 55 eines auf der Halterung 2 drehbar, jedoch nicht axial verschieblich befestigten Blockes 56 eingreift. Bei Drehung der Exzenterscheibe 53 wird somit über den in den Schlitz 55 eingreifenden Stift 54 der Block 56 gehoben bzw. gesenkt, wodurch entsprechend auch die Halterung 2 und damit das Werkstück 3 gehoben und gesenkt werden können. Eine Axialverschiebung des Blockes 56 gegenüber dem Halterungs-Rohr 2 wird durch Bunde 57 der Halterung 2 verhindert.

In dem Quarz-Glasrohr 24, und zwar vorzugsweise innerhalb des Bereiches der Gegenelektrode 4 sind oben und unten, d. h. im Bereich des Bodens 23 bzw. der Bodenfläche 38 des Deckels 22 jeweils Isolierscheiben 58 angeordnet, welche aus hitzebeständigem Fasermaterial bestehen, wobei es sich hier im allgemeinen um

Metallfasern oder metallisierte Fasern, d. h. elektrischleitende Fasern handelt. Diese Isolierscheiben 58 bewir ken zum einen eine entsprechende thermische Abschirmung des Bodens 23 bzw. der Bodenfläche 38 des Dekkels 22 gegen den Innenraum des Behälters 1. Zum anderen begünstigen sie einen Abbau des Plasmas in ihrem Bereich, so daß das Auftreten unerwünschter Entladungen im Boden- und Deckelbereich verhindert wird.

In den Fig.3 und 4 sind nun noch schematisch verschiedene Elektroden-Anordnungen dargestellt, wobei jeweils gestrichelt das Werkstück 3 angedeutet ist.

Die Elektrode Aa gemäß F i g. 3a ist etwa wellblechförmig gestaltet, d. h. besteht aus aneinander anschließenden, etwa sinusförmigen Bögen, wobei die »Berge und Täler«, d. h. vor- und rückspringenden Bereiche, senkrecht bzw. in Richtung der Achse 59 des Behälters i bzw. der Halterung 2 verlaufen. Eine derartige Anordnung ist besonders günstig, wenn das Werkstück während der Behandlung im wesentlichen nur gedreht werden soll, weil man dann eine besonders gleichmäßige Beaufschlagung des Werkstückes erhält. Der Ionenstrom auf das Werkstück wird gleichmäßig verteilt. Man erhält keine überhohe Leistung, da keine Spitze vorhanden ist, und es ergeben sich unterschiedliche Einflugwinkel für den Aufprall der Ionen bzw. Atome auf das Werkstück.

Die Elektrode 4b der Ausführungsform gemäß F i g. 3b hat ebenfalls eine etwa wellblechartige Oberfläche, wobei jedoch die Rippen horizontal verlaufen. Diese Ausführungsform ist insbesondere vorzuziehen, wenn das Werkstück im wesentlichen in Längsrichtung des Halterungs-Rohres 2 bewegt wird.

F i g. 3c zeigt schließlich eine Gegenelektrode 4c, die auf einem in etwa zylindrischen Basisbiech eine Vielzahl von noppenartigen Vorsprüngen 60 aufweist. Diese Ausführungsform stellt gleichsam eine Kombination der Form der Elektroden 4a und 4b gemäß F i g. 3a und 3b dar und ist deswegen besonders geeignet, wenn das Werkstück sowohl gedreht als auch linear bewegt werden soll.

Während die Elektroden 4a bis 4c gemäß den F i g. 3a bis 3c vorzugsweise bei solchen Werkstücken zur Anwendung kommen, welche keine extremen Unterschiede in der Ausdehnung besitzen, ist die Elektrodenform gemäß Fig.4 vor allem für flache Werkstücke 3 mit relativ großer Ausdehnung geeignet. Bei der Ausführungsform gemäß Fig.4 besteht die Gegenelektrode aus zwei Teilen 4d und 4d', die allerdings, wie bei 61 angedeutet, leitend miteinander verbunden sind. Die zum Werkstück 3 weisende Fläche 62 der Elektrode 4d ist dabei konvex gewölbt, während die entsprechende Fläche 62^; der Elektrode 4<J^V konkav ausgebildet ist. Bei Verwendung einer Elektroden-Anordnung gemäß F i g. 4 erfolgt natürlich üblicherweise keine Drehung des Werkstückes 3, sondern nur eine Axialverschiebung etwa senkrecht zur Zeichenebene gemäß F i g. 4.

Bei einem Arbeiten mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung, insbesondere dem erläuterten Ausführungsbeispiel, geht man wie folgt vor:

Es wird beispielsweise eine CrCo-Zahnprothese, die im Modellguß (über das Wachs-Ausschmelz-Verfahren) erstellt wurde, zahntechnisch fertig ausgearbeitet, so daß sie die endgültig gewünschte Form hat Diese Prothese wird dann mit einem Drähtchen, gegebenenfalls aber auch in anderer Weise, an der Werkstück-Aufhängung 43 am unteren Ende der Halterung 2 befestigt. Hieran anschließend wird dann der Behälter 1 durch Aufbringen des Bodens 23 und Deckels 22 verschlossen.

Sobald der Behälter 1 verschlossen ist, wird er bis zu einem gewissen Druck, beispielsweise 10 mbar, über die Saugleitung 47 und den Vakuumstutzen 48 evakuiert. Es wird dann zwischen den Elektroden 3 und 4 (Werkstück als Kathode und Gegenelektrode als Anode) die erforderliche Gleichspannung, beispielsweise 450 V, eingestellt, und anschließend die Gas-Zuführung über das Ventil 8 und die Leitung 9 geöffnet.
Das verwendete, zur Plasma-Bildung dienende Gas

ίο hängt davon ab, welcher Zweck angestrebt wird. Sollte eine Härtung durch Stickstoff-Einlagerung erfolgen, kann beispielsweise ein Stickstoff/Wasserstoff-Gemisch verwendet werden. Dieses Gas wirkt in der vom Plasma-Härten bzw. Plasma-Nitrieren her bekannten Weise. Der Stickstoff in atomarer Form reagiert mit dem nitrierbaren Chrom, das im allgemeinen in Dentai-Legierungen vorhanden ist, wobei bei Beschluß des Werkstückes 3 mit Ionen oder Atomen des Gases eine oberflächliche Härtung erfolgt.

Will man dagegen das Werkstück oberflächlich derart verändern, daß seine Körperverträglichkeit verbessert wird, muß Titan eingelagert werden. Zu diesem Zweck führt man ein Gas zu, welches beispielsweise ein Titansalz oder ein Aerosol aus einer Titansäure-Lösung enthält. Dieses Gas spaltet dann Titan-Atome ab, die sich in die Werkstück-Oberfläche einlagern und den Titangehalt im Oberflächenbereich des Werkstückes erhöhen.

Eine weitere Verwendungsmöglichkeit der Vorrichtung nach der Erfindung liegt gleichsam in einer Umso kehrung der vorstehend erläuterten Verfahren, nämlich in einer teilweisen Abtragung der Oberfläche des Werkstückes. In diesem Falle wird zur Bildung des Plasmas ein Gas verwendet, welches nicht mit dem Material des Werkstückes reagiert bzw. keine Partikel enthält, die in das Gitter des für das Werkstück verwendeten Materials eingelagert werden können. Bei Verwendung eines derartigen Gases werden die auf die Oberfläche des Werkstückes 3 unter der Wirkung des Feldes zwischen dem Werkstück 3 und der Gegenelektrode 4 aufprallenden Partikel Teile aus der Werkstück-Oberfläche abschlagen, wodurch die Oberfläche aufgerauht oder gereinigt werden kann. Diese Möglichkeit ist beispielsweise wichtig, wenn beabsichtigt ist, die Haftung zwischen dem metallischen Werkstück 3 und einer dentalkeramisehen Masse zu verbessern oder wenn es darum geht, Schleifmittelreste od. dgl. von dem Werkstück 3 zu entfernen, die sich beispielsweise durch Reinigung im Ultraschall-Bad nicht entfernen lassen.
Wie bereits eingangs erläutert, erfolgt ein Beschüß des Werkstückes 3 durch Partikel aus dem zugeführten Gas deswegen, weil zwischen Werkstück 3 und der Gegenelektrode 4 ein elektrisches Feld^ansteht. Die Stärke des elektrischen Feldes ist dabei für die Eindringtiefe der Partikel bzw. die Stärke der Einwirkung auf die Werkstück-Oberfläche verantwortlich. Weiter hängt die angelegte Spannung von der Art des verwendeten Gases ab.

Wesentlich für eine gleichmäßige Oberflächen-Behandlung des Werkstückes 3 ist nun, daß dieses über die Bewegungs-Antriebe 51 und 52 während der Behandlung bewegt wird, wobei entweder eine Drehbewegung oder eine Verschiebebewegung oder eine Kombination beider Bewegungen erfolgen kann. Es ist dabei auch nicht unbedingt erforderlich, daß das Werkstück während der gesamten Behandlungsdauer bewegt wird. Es sind durchaus Anwendungsfälle denkbar, wo eine Bewegung nur während eines gewissen Zeitraumes ausreicht. Sobald das Werkstück 3 hinreichend lange behandelt

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ist, wird die Gaszufuhr über das Ventil 8 abgesperrt und über ein entsprechendes Belüftungsventil der Unterdruck im Behälter 1 aufgehoben. Es kann dann der Behälter 1 geöffnet und das Werkstück 3 entnommen sowie ein neues Werkstück eingesetzt werden.

Bei Wechsel des Werkstückes 3 kann es unter Umständen erforderlich werden, die Gegenelektrode 4 ebenfalls auszutauschen, beispielsweise zwischen einer der in den F i g. 3a bis 3c gezeigten Elektroden 4a bis 4d' zu wechseln. ic

Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß die Arbeitsbedingungen selbstverständlich variieren können. Das Verfahren nach der Erfindung ist nicht nur für Dental-Legierungen, sondern auch für andere Legierungen, insbesondere solche Legierungen, die Kobalt enthalten, geeignet. In Frage kommen allerdings vorzugsweise Chrom-Kobalt-Legierungen (sogenannte »Stellite«) oder Chrom-Legierungen, gegebenenfalls in Verbindung mit einem Nickel- oder Titan-Anteil. Es können auch Edelmetall-Legierungen mit Gold, Silber, Platin und/oder Palladium verwendet werden. In gleicher Weise lassen sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Werkstücke aus unedlen Aufbrenn-Legierungen für keramische zahn-technische Arbeiten oder edelmetall-reduzierte Aufbrenn-Legierungen für dentalkeramische Arbeiten behandeln. Die Arbeitstemperatur hängt von dem verwendeten Gas und dem Werkstück ab. Üblicherweise erfolgt keine Fremdbeheizung sondern das Werkstück wird durch die aufprallenden Partikel erhitzt. Der verwendete Druck wird üblicherweise in einem Bereich von 0,1 bis 100 mbar liegen. Die Behandlungsdauer kann sehr stark schwanken. Für die erfindungsgemäß zu behandelnden kleinen Teile ist vermutlich von Behandlungsdauern zwischen einer Minute und einer Stunde auszugehen. Auch die Spannung, die zwisehen den beiden Elektroden (Werkstück 3, Gegenelektrode 4) anliegt, hängt von dem angestrebten Ergebnis, insbesondere der Eindringtiefe der aufgeschossenen Partikel und deren angestrebter Konzentration ab. Normale Arbeitsspannungen liegen im Bereich zwischen etwa 100 und 1000 V. Schließlich kann das Verfahren nach der Erfindung nicht nur zur Einbringung von Stickstoff oder Titan verwendet werden, sondern auch zur Anreicherung bzw. Veränderung der Oberfläche des Werkstückes mittels anderer Stoffe, beispielsweise Bor oder Silicium.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (16)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Behandlung von Oberflächen und oberflächennahen Schichten von Werkstücken, insbesondere für zahntechnische und medizintechnische Zwecke, aus elektrisch leitendem Material, bei welchem aus einem Plasma Ionen mittels eines zwischen zwei Elektroden gebildeten elektrischen Feldes auf das die erste Elektrode bildende Werkstück aufgeschossen werden, welches während des Ionen-Beschusses zumindest zeitweilig bewegt wird, d a durch gekennzeichnet, daß das Werkstück (3) durch Drehung und/oder Verschiebung in Abhängigkeit von seiner Form in vorbestimmter Weise bewegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Plasmas ein Gas, welches Titan enthält, verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Plasmas ein Gas, welches nicht mit dem Material des Werkstückes (3) reagierende oder nicht in dessen Gitter einlagerbare Partikel enthält, verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden An-Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als zweite Elektrode (4) eine Elektrode (4a, 4b, 4c), welche eine unebene Oberfläche aufweist, deren Abstand von der Oberfläche des als erste Elektrode dienenden Werkstückes (3) über den gesamten Bereich der Oberfläche gesehen unterschiedlich ist, verwendet wird

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4 mit einem evakuierbaren, mit dem zur Plasmabildung dienenden Gas füllbaren Behälter, in welchem eine mit einer Stromzuführung versehene Halterung für das als erste Elektrode dienende Werkstück und in Abstand von dieser Halterung mindestens eine ebenfalls eine Stromzuführung aufweisende zweite Elektrode angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (2) mit einem Bewegungsantrieb verbunden ist, der jeweils einen getrennten Antriebsmotor (51, 52) für eine Drehbewegung (51) und eine Verschiebebewegung (52) der Halterung (2) umfaßt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung ein am Behälter (1) geführtes, axial verschiebliches und/oder drehbares Rohr (2) aufweist, welches gleichzeitig zur Zuführung des das Plasma bildenden Gases in den Behälter dient.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsantrieb (51, 52) außerhalb des evakuierbaren Behälters (1) angeordnet und die Halterung (2) über eine gasdichte Durchführung (39) mit dem Bewegungsantrieb verbunden ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der evakuierbare Behälter (1) von einem oben mit einem Deckel (22) und unten mit einem Boden (23) verschlossenen Quarz-Glasrohr (24) gebildet ist, wobei der Deckel (22) die Halterung (2) für das Werkstück (3) samt Bewegungsantrieb (51, 52) trägt, während die mindestens eine zweite Elektrode (4) einschließlich ihrer Stromzuführung (28,29) am Boden angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Quarz-Glasrohr (24) im Bereich des Bodens (23) und/oder Deckels (22) eine Isolierscheibe (58) aus hitzebeständigem Fasermaterial angeordnet ist

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Quarz-GIasrohr (24) von einer als Berührungsschutz dienenden Abschirmung (32), weiche mit Durchblicköffnungen (33) versehen ist, umgeben ist

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (22) und/oder Boden (23) mit Kühlrippen (35) versehen ist

12. Vorrichtung nach Anspruch 7 und einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (22) oberseitig eine den außerhalb des Behälters (1) angeordneten Bewegungsantrieb (51, 52) sowie die Stromzuführung (45) und gegebenenfalls Gaszuführung (42) zur Halterung (2) umschließende Kappe (36) trägt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis

12, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode (4) auswechselbar im Behälter (1) angeordnet ist

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis

13. dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode (4a, 4b, 4c) eine mit Vorwölbungen (60) versehene Oberfläche aufweist.

15. v_orri_chtung nach den Ansprüchen 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (62,62') der zweiten Elektrode (4d, 4d') an die Form der Oberfläche des zu behandelnden Werkstückes (3) angepaßt ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Speisestromkreis (13—20) zur Erzeugung des elektrischen FeI-des zwischen den beiden Elektroden (3, 4) eine Sicherung (16,17,18) gegen Lichtbogenbildung vorgesehen ist, die von einem Überstromrelais (16) und/ oder einer Shunt-Abschaltung (17,18) gebildet ist.