[发明专利]等离子表面处理装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及表面处理方法及装置，更详细地讲，涉及利用等离子体离子(plasma ion)处理导电性对象物的表面的方法及装置。

背景技术

在需要对金属板材或线材进行热处理时，如不去除如在冷轧那样的前序工序中所使用的轧制用油、工序中的粉尘等异物，则轧制用油、粉尘等异物在1050～1100℃的热处理温度下被碳化，从而带来金属板材表面的污染，导致表面缺陷。另外，在对如金属板材或线材那样的导电性对象物的表面蒸镀、涂敷或接合另一坯料时，可通过洗涤或重整的表面处理来提高粘结力和贴紧度。

因此，需要有处理如金属板材或线材那样的导电性对象物的表面的方法。作为这种方法一直使用了利用各种化学药品的方法、利用等离子的方法等。

使用化学药品的方法是将对象物浸渍在碱或TCE等有机溶剂中而去除有机物的方法。但这种方法需要装碱槽、电解洗涤槽、温水洗涤槽、干燥工序等，因而存在其工序繁杂的问题。另外，需要用于维持反应性的适当的浓度以及温度，因而存在消耗大量的能量的问题。另外，由于长时间使用化学药品因而在表面形成油层，因此，存在洗涤状态不良导致洗涤质量低下，不可能洗涤微小间隙的问题。另外，还存在对环境带来不良影响的问题。

利用等离子的方法是使通过发生等离子而产生的离子或自由基(radical)等与材料的表面接触而去除材料表面的杂质或污染物的方法。其中，主要利用离子的方法利用的是如下原理。即、在填满了等离子的腔内放置准备进行表面处理的对象物，将负的高电压施加到对象物，并在生成于对象物的表面周围的跃迁性等离子体鞘层(Transition plasma sheath)加速离子，则所加速的离子自发地与施加有负的高电压的对象物的表面冲撞。该方法由于利用通过负的高电压而加速的离子处理表面，因而具有洗涤及表面重整效果良好且表面处理速度非常快的优点。另外，具有也能去除如金属氧化物之类的无机物的优点。

发明内容

技术课题

虽然如上所述的利用等离子体离子的表面处理方法具有诸多优点，但也存在如下问题。表面处理对象物为导电性物质，在需要仅对于对象物的一部分进行表面处理的情况下，施加到对象物的负的高电压超出所要进行处理的区域而施加到对象物整体上，从而在所希望进行处理的部分之外也进行表面处理。

另外，在对如金属板材或线材那样的连续的对象物进行表面处理的情况下，由于对象物被接地，因而无法将负的高电压施加到对象物上，其结果，存在因离子未被加速导致无法进行利用了等离子体离子的表面处理的问题。

本发明是为了解决如上所述的现有技术的问题而提出的，其目的是提供一种利用等离子体离子能够仅对导电性对象物的表面的一部分进行处理的处理装置及方法。另一目的是提供一种利用等离子体离子能够处理如金属板材或线材那样的连续供给的对象物的表面的处理装置及方法。

课题的解决方法

根据本发明，提供如下等离子表面处理装置。该装置利用等离子处理导电性对象物的被处理部表面，其特征是，包括：连接装置，与所述对象物的被处理部电连接以便对所述对象物的被处理部施加负的脉冲电压；脉冲电压发生装置，与所述连接装置电连接；以及磁芯(magnetic core)，配置在所述对象物的被处理部的边界周围，阻断因施加到所述对象物的被处理部的负的脉冲电压而流经所述对象物的被处理部的电流脱出所述对象物的被处理部的边界流动。

另外，提供如下等离子表面处理方法。该方法在包括：供给工艺气体的步骤；在导电性对象物的周围形成等离子体离子的步骤；以及将所述等离子体离子加速而对所述导电性对象物的被处理部进行冲撞的步骤的导电性对象物的表面处理方法中，其特征是，包括：在所述对象物的被处理部的边界周围配置磁芯的步骤，以阻断流经所述对象物的被处理部的电流脱出对象物的被处理部的边界流动；以及为了加速所述等离子体离子而在所述对象物的被处理部施加负的脉冲电压的步骤。

另外，提供如下等离子表面处理装置。该装置利用等离子处理导电性对象物的被处理部表面，其特征是，包括：至少一对变压器磁芯，配置在所述对象物的被处理部的边界周围，以在所述对象物的被处理部感应负的脉冲电压；一次线圈，卷绕在各所述变压器磁芯；以及脉冲电压发生装置，与所述各一次线圈电连接。