用于连续等离子处理材料，尤其是去除金属杆氧化皮的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于处理特别连续的材料方法和装置（１），所属材料为例如线、杆、管等。该装置包括用于在进料（８）通过加热室（３）时对其进行加热的加热室（３），和位于加热室下游的等离子反应器（５），以及至少一个放电室（１０），材料（８）可以连续地通过放电室（１０）并且在此过程中进行等离子处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种处理材料，尤其是例如线、杆、管等连续材料的 方法和装置。
技术介绍
在许多生产过程中，使用例如线、杆、管等材料。这些材料既可 作为半成品或者成品向指定地点运输和在生产过程中继续加工，也可 以直接在某一生产过程中制造并进一步加工。在加工过程中几乎永远 都会出现的问题在于，那些材料上总覆盖着一层杂质，因而无法直接 加工。其表面至少有一层天然氧化层。更常见的情况是，该材料也被 不同的有机和无机杂质污染。有机杂质通常都是在加工过程中使用的 油类或脂肪的残渣。无机杂质包括氧化物、氯化物和硫化物。所述表 面无机杂质的厚度由元件的储存环境和温度决定。温度越高，无机杂 质层厚度越高。元件上的杂质层应当在进一步加工前清除，从而确保 良好的加工质量。例如，由于钢杆表面通常因为制造工序而具有一层氧化皮，所以 钢杆形式的原材料必须进行预处理，从而为拉钢丝做好准备。特别是， 产生氧化皮是钢杆制造中的 一个副作用，其产生于杆的铸造和热轧之 后。术语"氧化皮，，描述了钢杆表面的氧化，可以分为不同的化学结构FeO和FexOy (分为表层和更深层)。这种氧化层具有极高的硬 度(类似于陶器)，因而当具有氧化皮的钢杆在拉模中拉伸时，就会 对拉模造成大面积磨损。通常清理金属零件表面的方法包括机械和化学处理。机械清理通 常用钢刷或者喷砂磨蚀；反之化学清理则将材料浸泡于化学溶液中，然后用蒸馏水清洗并干燥。然而，没有一种方法可以保证将金属完全 清洁，其表面依然会有一层较薄的杂质。迄今为止，还不能将成本控制在合理范围内来解决此除锈问题。 目前使用中的除锈方法可以分为两组，即批量除锈和连续除锈。批量除锈中， 一批要除锈的材料，例如线圈，将被放入充满酸碱 混合物的大缸中。材料将被留在缸内数个小时。结果，全部氧化皮被 彻底磨蚀掉，然而问题在于，当材料从缸中取出时又会形成一层新的 氧化层。为了避免这个问题，材料必须在进一步的加工中进行钝化， 然而，钝化后的材料在某些工序中又需要额外的加工步骤再使之活 化，例如，在其从拉模中进行拉伸的这个步骤之后，从而使材料再次 变得可被润滑剂等湿润。而且，使用上述除锈方法时，在合理的努力之后依然无法将生锈的部分从材料内部(表面之下20 ju m或更深)除 去。为了从深度40Mm的材料中彻底清除锈蚀，例如，将锈蚀从直径 6mm的钢丝中侵蚀或机械的清除掉，就必须除去材料横截面中的 0.75mm2,也就分别对应直径为0.7mm或者2.7%的材料。按照通常的 市场来说，其每吨600欧元的价格，便会带来每吨16.2欧元的额外成 本。依据钢丝的直径(钢丝直径越大，越便宜)，除锈方法本身的成 本约在每吨10到100欧元。由于高昂的成本和庞大的时间开销，此 类除锈方法并不应用于处理工业氧化皮。为了降低成本、工作量和后勤，而开发了在线除锈的方法。该方 法将材料(钢丝)在处理盘中持续移动从而进行处理。这种已知的除 锈方法包含数个生产步骤首先，通过弯曲和盘绕进料钢丝，来使钢丝表面的FeO和FexOy 脱落。通过这种方法，的确可以除掉大部分氧化皮，然而坚硬的黑色 残留氧化皮层会依然残存，该氧化层必须在对钢丝进行拉伸之前通过所有的手段来去除。因此，钢丝会在第二步中进一步地通过化学方式或者机械刷进行 处理。然而即使这个清理步骤也无法彻底去除氧化层，氧化皮点会依 然残留在钢丝表面，从而增大了后续步骤中对润滑剂的需求。 在拉伸钢丝前，会将底漆(肥皂吸收剂)涂于钢丝表面，从而使 材料和润滑剂更好的粘合，所述润滑剂将在进行拉伸工序前应用于材 料表面。在大部分应用中，必须对钢丝进行加热，从而促进磷化和硼 砂处理，并为拉伸工序提供方便。那些处理构成了对材料表面的活化。在第四步中，将在钢丝上涂脂从而使之可以轻松地在拉模中拉伸。通常使用Na或者Ca的硬脂酸盐来对钢丝进行涂脂。因此，如上 所述，残存的氧化皮依然粘贴在材料表面，也就必须使用比其他情况 需要的更加多的润滑剂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种材料处理方法和一种材料处理装置， 以避免现有技术中的缺点。特别是，本专利技术目的在于提供一种特别适 用于材料清洁，尤其是除锈的方法和装置，该方法和装置并不仅限于 作用在材料表面，也可以深层作用于材料；因此可以以很高的技术标 准和适宜的成本实施本专利技术。尽管在材料处理过程中具有深层作用， 也不应该将同时消耗大量的材料与本专利技术相联系。本专利技术借助权利要求1的处理材料，特别是连续材料例如线、杆、 管等材料的方法和权利要求11的一种用于处理材料，尤其是连续材 料，例如线、杆、管等材料的装置。从属权利要求描述了本专利技术的优 选实施例。本专利技术的特征在于，所述材料中，尤其是连续材料，例如特别是 那些钢制的线、杆、管等，将穿过加热室，在其中^^皮加热并且继而穿 过包括至少一个放电室的等离子反应器并于其中接受等离子处理。因 此以流水线的方式，即连续的方式处理材料。当本专利技术用于去除材料 氧化皮时，由于对材料加热而剥落大部分位于其表面上的氧化皮，然 后在放电室内除去剩余的氧化皮。本专利技术非常适于去除材料的氧化皮，可以以极低的成本，达到完 全令人满意的效果。由于这种改善的去除原材料氧化皮的方式，可以 在拉丝机中标准时间内去除95%的氧化皮，而目前可以达到的上限为 70%。根据本专利技术的方法，加工步骤数也比现有技术有所减少，从而 可以大幅度降低生产成本。此外，也可以减少对拉模等的磨损。本发 明也同样解决了从钢杆内部除锈的问题，并且避免了由此导致的大量 的材料损失。为了对材料加热，在本专利技术的具体实施例中，加热室包括电阻加 热器、火焰燃烧器、感应加热器、电容耦合高频放电器、激光、光加 热装置或者等离子发生装置。所述材料应该至少加热到100° C，这 样大部分氧化皮便在加热室内脱落了 ，并且后续放电室内的材料表面 反应迅速，因而可以降低放电室内的气体消耗。在加热室内使用氢气气氛或者氢气与惰性气体混合物是有益的， 因为放电室内也首选使用此类气氛，所以可以设置一个共用的气氛生 成装置。此外，通过在加热室内的氢气氛，可以确保不会有氧气进入 放电室内，而氧气可能在放电室内造成危害。在本专利技术的优选实施例中，在等离子反应器的放电室内由射频感 应放电发生装置或者微波放电发生装置产生放电。此外，；^文电室内的等离子处理气氛优选i殳定在1到100mbar间。 在这些条件下，等离子处理气氛中的氩根浓度可设定为至少102Gm_3, 从而使之可以从线、杆或类似物的内部除锈并且不造成很大的材料损 失。如果将在放电室中流向被处理材料表面的氢根流设定为至少 1(^m-Y1,所述效果还可以的到进一步提高。所述基团为中性或阳性 氢原子。为了防止基团重组为H2,在本专利技术的具体实施例中至少一个气体 放电室由分隔壁分隔，该壁由一种材料制成或者在面向气体放电室的 表面涂有 一种材料，所述材料与气体原子组合成分子或基团的重组系 数低，且其优选为玻璃，例如石英玻璃或者氟化聚合物，例如聚四氟 乙烯。如果分隔气体放电室的分隔壁可以得到冷却，可以进 一 步降低基团重组；所述冷却温度优选为60° C以下。为了防止在加热室内从材料上除掉的污物颗粒或者与材料 一 同 进入加热室的02原子进入气体放电室，在本专利技术的一个改进的实施例中，在加热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理材料（８），特别是连续材料例如线、杆、管等材料的方法，其特征在于，在材料（８）移动通过处理装置时进行加热，继而进行等离子处理。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：普利莫兹艾泽尔特，米兰莫泽蒂克，尤罗斯克维尔巴，
申请(专利权)人：普利莫兹艾泽尔特，米兰莫泽蒂克，尤罗斯克维尔巴，
类型：发明
国别省市：AT[奥地利]