一种碳膜去除装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种碳膜去除装置及方法，该装置包括管道、磁场控制系统、点火机构、辅助阳极和第一弧电源，所述管道呈中空结构，所述磁场控制系统设置在所述管道外侧，所述点火机构被操作可于所述所述管道移动，所述点火机构包括石墨电刷，且所述石墨电刷靠近或抵接所述管道内壁，所述第一弧电源具有N1极、P1极和L1极，L1极一端电连接所述第一弧电源引弧极、L1极另一端电连接所述点火机构；P1极一端电连接所述第一弧电源正极、P1极另一端电连接所述辅助阳极；N1极一端电连接所述第一弧电源负极，N1极另一端电连接所述管道。通过该装置能高效去除管道内壁碳膜，且装置结构简单及工艺环保、便捷、成本低。成本低。成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种碳膜去除装置及方法


[0001]本专利技术涉及电弧镀膜设备清洁
，更具体地涉及一种碳膜去除装置及方法。

技术介绍

[0002]类金刚石涂层中四面体非晶碳(ta
‑
C)膜具有极高的sp3键含量，具有极高的硬度和优异的减摩抗磨性能,极高的热导率和优良的抗热冲击性能，极高的电阻率和良好的掺杂性能。一般采用弯管磁过滤电弧技术沉积ta
‑
C涂层，但长期使用会在磁过滤弯管或者腔体内壁上形成很厚的碳膜层，从而积攒大量灰尘，吸附气体。该厚膜堆积在弯管或者腔体内壁，影响设备电阻和沉积电场；同时，真空过程中吸附气体释放缓慢，设备抽气速度时间变长；另外，灰尘颗粒不能清除干净，沉积过程中会产生漂浮，沉积到产品表面，影响品质。因此，需定期对内壁上的碳膜进行清洁处理，以保证弯管内电场运行正常和保障涂层质量。
[0003]当前，腔体内壁碳膜层常用的清洁方式有：(1)物理打磨，如取出弯管喷砂，管内刷磨，锉刀敲打等；但常规物理打磨手段无法很好地去除膜层；通过物理喷砂工艺则需要拆卸管壁或内衬，时间长，效率低；(2)化学退镀，化学退镀需要使用化学试剂且存在环保风险，而且随着膜厚越厚，处理时间越长，效率低，成本高。
[0004]此外，中国专利CN213316660U公开一种薄膜沉积反应腔腔体清洁装置，使用时电机带动主轴旋转时，主轴带动第一刮板和第二刮板旋转，带动毛刷头旋转，完成对腔体内壁的细致清洁过程，但由于碳膜涂层较硬，比较难去除，且该工艺不适合弯管内壁碳膜的清洁。

技术实现思路
/>[0005]为了克服现有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供一种碳膜去除装置，能高效环保去除管道内壁碳膜。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术公开了一种碳膜去除装置，包括管道、磁场控制系统、点火机构、辅助阳极和第一弧电源，
[0007]所述管道呈中空结构，所述磁场控制系统设置在所述管道外侧，所述点火机构被操作可于所述所述管道移动，所述点火机构包括石墨电刷，且所述石墨电刷靠近或抵接所述管道内壁，
[0008]所述第一弧电源具有N1极、P1极和L1极，L1极一端电连接所述第一弧电源引弧极、L1极另一端电连接所述点火机构；P1极一端电连接所述第一弧电源正极、P1极另一端电连接所述辅助阳极；N1极一端电连接所述第一弧电源负极，N1极另一端电连接所述管道。
[0009]与现有技术相比，本专利技术的碳膜去除装置，在启动第一弧电源后，石墨电刷和管道以及管道和辅助阳极分别带电，然后点火机构被操作可于管道移动，使得点火机构的石墨电刷抵接及划动管道内壁的碳膜，点燃管道内壁的碳膜，启动烧蚀，产生石墨弧斑运动和大量粒子，磁场控制系统提供导向，在电场和磁场的协同作用，使得弧斑在管壁上能够持续烧
蚀以去除管道内壁的碳膜，露出管壁，提高管壁导电性和清洁，通过该装置能高效去除管道内壁碳膜，且装置简单、环保、便捷、成本低。
[0010]优选地，所述点火机构还包括法兰密封、点火杆、驱动部、弹性部，所述法兰密封位于所述管道一端以实现密封，所述驱动部可带动所述点火杆于所述管道内运动，所述石墨电刷借助所述弹性部与所述点火杆连接，且所述弹性部恒使所述石墨电刷朝所述管道内壁方向运动。
[0011]优选地，所述辅助阳极，材质为导电性良好的金属棒材料，不限于铜或不锈钢，结构上内含水冷通道便于降温，电力上与点火机构的所有部位呈绝缘状态。
[0012]优选地，所述驱动部包括移动气缸和气缸控制气管，所述气缸控制气管经所述法兰密封伸入所述管道内连接所述移动气缸，所述移动气缸连接所述点火杆。
[0013]优选地，所述石墨电刷的密度>1.7g/cm3，孔隙度≤10％，硬度≥54MPa，强度≥38Pa。
[0014]优选地，L1和N1之间的电压为80
‑
85V，P1和N1之间的电压为30
‑
50V。
[0015]优选地，所述管道呈弯管结构，包括依次相连通的一级管、二级管和三级管，所述一级管和所述三级管呈直管，所述二级管呈弧形结构，所述一级管与所述二级管之间设有绝缘结构，所述二级管与所述三级管之间导电，所述N1极另一端与所述一级管电连接；
[0016]所述磁场控制系统包括稳弧线圈、推弧线圈、引导线圈和发散线圈，所述稳弧线圈、所述推弧线圈设置在所述一级管的外侧，所述引导线圈设置在所述二级管的外侧，所述发散线圈设置在所述三级管的外侧，
[0017]所述碳膜去除装置还包括第二弧电源，具有N2极、P2极和L2极，L2极一端电连接所述第二弧电源引弧极，L2极另一端电连接所述点火机构；P2极一端电连接所述第二弧电源正极、P2极另一端电连接所述辅助阳极；N2极一端电连接所述第二弧电源负极，另一端电连接所述所述二级管或所述三级管。
[0018]优选地，所述稳弧线圈的电流为2
‑
5A，所述推弧线圈的电流为1
‑
5A，所述引导线圈的电流为4
‑
8A和所述发散线圈的电流为10
‑
20A。
[0019]优选地，所述稳弧线圈的匝数为150
‑
250扎，所述推弧线圈的匝数为120
‑
200扎，所述引导线圈的匝数为300
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1000扎，所述发散线圈的匝数为150
‑
250扎，优选地，线圈电线直径(线径)为1
‑
3mm。
[0020]优选地，L2和N2之间的电压为80
‑
85V，P2和N2之间的电压为30
‑
50V。
[0021]相应地，本专利技术还提供一种碳膜去除方法，该方法效率高、环保、便捷、成本低。采用上述碳膜去除装置实现，包括步骤：
[0022](1)将L1极一端电连接第一弧电源引弧极，L1极另一端电连接点火机构；P1极一端电连接电源正极、P1极另一端电连接辅助阳极；N1极一端电连接电源负极，N1极另一端电连接管道；
[0023](2)启动第一弧电源后，使得所述辅助阳极、管道和所述石墨电刷分别带电，所述点火机构被操作于管道内移动，石墨电刷点燃管道内壁碳膜，启动烧蚀，产生石墨弧斑运动及等离子体，在磁场控制系统和第一弧电源配合下，使得弧斑在管道内壁上持续烧蚀，以去除管道内壁的碳膜。
[0024]本专利技术的有益效果有：
[0025](1)本专利技术的碳膜去除装置采用稳弧线圈、推弧线圈、引导线圈和发散线圈组合，实现一级管、二级管和三级管的的独立清洗和连续性清洗，尤其适合弯管；
[0026](2)石墨电刷借助所述弹性部与所述点火杆连接，具有缓冲作用，保证引弧正常运行并防止划伤管道腔室；
[0027](3)通过移动气缸和气缸控制气管的气动控制方式来控制石墨电刷运动，精度可控，可编程，实现全自动；
[0028](4)本专利技术的碳膜去除装置，在管道内真空作业，避免大量粉尘，高效环保。
附图说明
[0029]图1是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳膜去除装置，其特征在于，包括管道、磁场控制系统、点火机构、辅助阳极和第一弧电源，所述管道呈中空结构，所述磁场控制系统设置在所述管道外侧，所述点火机构被操作可于所述所述管道移动，所述点火机构包括石墨电刷，且所述石墨电刷靠近或抵接所述管道内壁，所述第一弧电源具有N1极、P1极和L1极，L1极一端电连接所述第一弧电源引弧极、L1极另一端电连接所述点火机构；P1极一端电连接所述第一弧电源正极、P1极另一端电连接所述辅助阳极；N1极一端电连接所述第一弧电源负极，N1极另一端电连接所述管道。2.如权利要求1所述的碳膜去除装置，其特征在于，所述点火机构还包括法兰密封、点火杆、驱动部、弹性部，所述法兰密封位于所述管道一端以实现密封，所述驱动部可带动所述点火杆于所述管道内运动，所述石墨电刷借助所述弹性部与所述点火杆连接，且所述弹性部恒使所述石墨电刷朝所述管道内壁方向运动。3.如权利要求2所述的碳膜去除装置，其特征在于，所述驱动部包括移动气缸和气缸控制气管，所述气缸控制气管经所述法兰密封伸入所述管道内连接所述移动气缸，所述移动气缸连接所述点火杆。4.如权利要求1所述的碳膜去除装置，其特征在于，所述石墨电刷的密度>1.7g/cm3，孔隙度≤10％，硬度≥54MPa，强度≥38Pa。5.如权利要求1所述的碳膜去除装置，其特征在于，所述L1极和N1极之间的电压为80
‑
85V，所述P1极和N1极之间的电压为30
‑
50V。6.如权利要求1所述的碳膜去除装置，其特征在于，所述管道呈弯管结构，包括依次相连通的一级管、二级管和三级管，所述一级管和所述三级管呈直管，所述二级管呈弧形结构，所述一级管与所述二级管之间设有绝缘结构，所述二级管与所述三级管之间导电，所述N1极另一端与所述一级管电连接；所述磁场控制系统包括稳弧线圈、推弧线圈、引导线圈和发散线圈，所述稳弧线圈、所述推弧线圈设置在所述一级管的外侧，所述引导线圈设置在所述二级管的外侧，所述发散线圈设...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹时义，王俊锋，
申请(专利权)人：广东鼎泰高科技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：