[实用新型]电子束调节系统、电子束处理装置与系统

说明书

技术领域

所描述的实施例一般地涉及使用定向能量束的热处理。更具体而言，根据金属工件的所期望的金属态调节电子束。

背景技术

由于在机械加工操作期间所产生的热，各种类型的机械加工操作可导致存在于金属工件中的杂质沿着该金属工件的表面形成金属间化合物。沿着金属工件的表面形成的金属间化合物可能会阻止机械抛光操作实现所期望的表面光洁度。在对工件施加阳极化时，沿着金属工件的表面所形成的金属间化合物的存在还可导致条纹标记变得可见。

因此，需要的是一种从金属工件的表面区域移除金属间化合物的可靠的方法。

实用新型内容

本文描述了涉及用于调节电子束的方法和系统的各种实施例。

公开了用于电子束处理金属工件的表面部分的系统。所述系统被配置为将金属保持在预先选择的金属相中被处理。所述系统至少包括：(1)电子束发射器，其被配置为发射具有第一能量分布的电子束；以及(2)设置在所述电子束发射器和所述金属工件之间的机构，其对由所述电子束发射器发射的电子束起作用以根据预先选择的金属相将所述第一能量分布改变为第二能量分布。

公开了用于调节电子束的方法。所描述的方法在电子束热处理操作期间将金属工件保持在预先选择的金属相中。所述方法至少包括：(1)发射具有第一能量分布的电子束；以及(2)将所述第一能量分布改变为第二能量分布。所述第二能量分布包括与预先选择的金属相相对应的电子束能量范围。

公开了用于均质化铝基板的表面部分的电子束处理装置。所述电子束处理装置至少包括：(1)电子束发射器，其被配置为发射电子束，所述电子束包括具有将铝基板的表面部分从第一相改变为第二相的能量密度的中心部分；以及(2)设置在所述电子束发射器和所述铝基板之间的电子束调节元件。所述电子束调节元件包括金属基板以及主动冷却装置，所述金属基板限定孔缝，所述孔缝仅允许所述电子束的中心部分在电子束处理操作期间接触所述铝基板，所述主动冷却装置与所述金属基板热接触。所述主动冷却装置被配置为从所述金属基板移除热量。

本公开的一个实施例的一个目的在于提供一种从金属工件的表面区域移除金属间化合物的可靠的方法。

根据一个实施例，提供一种用于电子束处理金属工件的表面部分的系统，包括：配置为发射具有第一能量分布的电子束的电子束发射器；以及设置在所述电子束发射器和所述金属工件之间并对由所述电子束发射器发射的电子束起作用以将所述第一能量分布改变为第二能量分布的机构，其中，所述第二能量分布被限制于将所述金属工件的表面部分保持在与预先选择的金属相相对应的温度范围内的电子束能量范围。

根据一个实施例，所述机构包括光闸系统，所述光闸系统包括被布置为吸收入射电子束的所选择部分以及相关联的电子束能量的适应性的虹膜，所述适应性的虹膜限定允许入射于其上的基本所有的电子束以无障碍的方式通过的孔缝。

根据一个实施例，由所述适应性的虹膜吸收的电子束的所述所选择部分对应于与预先选择的金属相不一致的电子束能量。

根据一个实施例，所述机构包括掩模，所述掩模包括被配置为允许入射于其上的基本所有的电子束以无障碍的方式通过的固定的孔缝。

根据一个实施例，所述固定的孔缝对应于所述第二能量分布。

根据一个实施例，所述系统是用于在金属加工操作之后处理所述金属工件的系统，在所述金属加工操作中金属间化合物颗粒形成在所述金属工件中。

根据一个实施例，所述金属加工操作为摩擦搅拌焊。

根据一个实施例，所述机构是被主动冷却以移除由所述电子束传递到所述机构的能量的机构。

根据一个实施例，所述工件耦接到在电子束处理操作期间被主动冷却的工件操纵器。

根据一个实施例，所述机构为聚焦所述电子束以使得基本所有的电子束被改变为具有所述第二能量分布的磁透镜。

根据一个实施例，提供一种调节用于处理金属工件的表面部分的电子束的系统，包括：用于发射具有第一能量分布的电子束的电子束发射器；以及将所述第一能量分布改变为第二能量分布的机构，其中，所述第二能量分布被限制于将所述金属工件的表面部分保持在与预先选择的金属相相对应的温度范围内的电子束能量范围。

根据一个实施例，所述机构是用于改变入射到所述金属工件的电子束的直径的机构。

根据一个实施例，所述系统进一步包括用于将主动冷却施加到工件和用于在电子束处理操作期间改变能量分布的机构二者的主动冷却装置。