СПОСОБ ОБРАБОТКИ ФОЛЬГИ Российский патент 2000 года по МПК C22F1/02 C22F3/00 C21D1/38 C21D1/773 

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам обработки фольги различных типов.

Известные способы обработки фольги основаны на использовании:
- промывки фольги авиационным бензином (С.Н. Черняк и др. Производство фольги. Под ред. Ф.Т. Маленок. М. 1968, с. 191-195, патент ФРГ N4007727, B 21 B 45/04, 1990, патент Японии N 58-122112, B 21 B45/06, 1983 и др.),
- отжига фольги (С.Н. Черняк и др. Производство фольги. Под ред. Ф.Т. Маленок. М.1968,с. 197-210, патент Японии N57- 84.429, B 21 B 45/02, 1982 и др.),
- термообработки и прокатки фольги (авт. св. СССР N 351930, C 23 C 14/16, 1972; N 723202, C 25 D 1/04, 1989; патент Великобритании N1537243, C 25 D 1/04, 1978, патент Франции N 2664510, B 21 B 37/08, 1992; патент Японии N58-60.483, B 21 B 45/00, 1983 и др.),
- анодирования и снятия оксидной пленки с подложки (авт. св. СССР N 817.099, C 25 D 1/08, 1979, N 1036811. C 25 D 1/08, 1982; патент США N 5036689, B 21 B 45/04, 1991 и др.),
- цинкования и термообработки при 60-200^oC в течение 1-15 мин (авт. св.N 1810396, C 25 D 1/04, 1991, заявка Японии N 61-33208, C 23 C 28/00, 1986 и др.).

Известные способы обработки фольги для удаления технологической смазки, применяемой при ее прокатке, базируются в основном на двух операциях: промывке и выжигании.

Промывка фольги применяется для удаления технологической смазки в тех случаях, когда при прокатке использовались технологические смазки с высокой вязкостью, которые плохо выгорают в процессе отжига фольги. Недостатками данных способов являются относительная высокая стоимость, взрыво- и пожароопасность, высокая экологическая нагрузка.

Способы выжигания технологической смазки с поверхности фольги обычно совмещают с отжигом фольги. Поскольку отжиг фольги проводят в ряде случаев в рулонах, то это требует значительного увеличения времени выдержки рулонов в печи для выжигания до 3-5 ч и повышения температуры в печи до 500^oC. В результате этого способы обработки фольги выжиганием очень дороги и возможны только в сочетании с полным отжигом фольги, что не всегда требуется, а часто приводят и к браку за счет чрезмерного роста зерна. Данный брак неисправим термообработкой. Следовательно, способы обработки фольги выжиганием с сохранением исходной твердости в принципе невозможны, либо сопряжены со значительным процентом брака.

Наиболее близким способом к предложенному является способ термообработки путем нагрева в вакууме потоком ускоренных электронов, формируемых электронной пушкой (см. 3. Шиллер, У. Гайзинг, 3. Панцер "Электроннолучевая технология". -М.: Энергия, 1980, с.с. 428, абзац 1, 435-438). Способ применим для очистки поверхностей различных изделий, в том числе и фольги.

Задача изобретения - повышение производительности, экономичности и качества обработки фольги.

Данная задача решается тем, что согласно способу обработки фольги, включающему термообработку фольги нагревом в вакууме, нагрев осуществляют тлеющим разрядом, возбуждаемым между корпусом вакуумной камеры и поверхностью фольги при давлении кислорода или водорода в вакуумной камере 10^-1-10^-3 мм рт. ст. , при этом отрицательный потенциал от высоковольтного источника подводят к фольге.

Схема обработки фольги в вакуумной камере по предлагаемому способу представлена на фиг. 1 (вид сверху) и фиг. 2 (вид сбоку), где введены следующие обозначения: 1 - наматывающий барабан, 2 - анод левого источника плазмы, 3 - катод правого источника плазмы, 4 - катод левого источника плазмы, 5 - анод правого источника плазмы, 6 - крышка вакуумной камеры, 7 - корпус вакуумной камеры, 8 - сматывающий барабан, 9 - фольга, 10 - энергоустановка левого источника плазмы, 11 - энергоустановка правого источника плазмы, 12 - сматывающий барабан, 13 - прижимной валик, 14 - наматывающий барабан, 15 - промежуточные валики, 16 - технологические люки.

Внешний вид установки для обработки фольги представлен на фиг. 3 - 6.

Очистка поверхности фольги от смазки и микроорганизмов осуществляется по предлагаемому способу за счет использования химически активных и высокоэнергетичных ионов, например ионов кислорода или водорода. При этом очистка поверхности фольги происходит не только за счет "теплового" эффекта и непосредственного соударения ионов с частицами смазки, но и за счет более эффективного химического воздействия. При соударении химически активных ионов с поверхностью фольги они вступают в химическую реакцию с молекулами смазки (углеродом, водородом и другими молекулами и атомами) с образованием высоколетучих соединений типа CO₂, H₂O и других, которые из-за их ничтожного содержания не влияет на экологическую напряженность.

В установке ЭКА-1-П это реализуется за счет напуска в вакуумную камеру кислорода или водорода из баллона. При создании напряжения 1500В между корпусом вакуумной камеры и фольгой во всем объеме камеры при давлении кислорода 10^-1-10^-3 мм рт.ст. возникает мощный тлеющий разряд. При этом ионы кислорода ускоряются и соударяются с поверхностью фольги.

Кроме очистки при этом происходит еще активация поверхности фольги, т.е. резко повышается ее адгезионная способность.

Используя высокоэффективный механизм нагрева фольги за счет ионной бомбардировки фольги, можно очищать поверхность фольги толщиной от 5 до 50 мкм и более.

Таким образом, предлагаемый способ обработки фольги по сравнению с базовыми и другими аналогичными способами обеспечивает повышение эффективности, экономичности и качества обработки фольги. Процесс очистки, стерилизации поверхности фольги по предлагаемому способу проводят экологически чисто, с малыми энергозатратами, высокой производительностью и КПД, широким диапазоном реализуемых параметров по степени отжига и высокой точностью выдержки этих параметров.

Способ обработки фольги включает термообработку фольги в вакууме путем нагрева тлеющим разрядом, возбуждаемым между корпусом вакуумной камеры и поверхностью фольги при давлении кислорода или водорода в вакуумной камере 10^-1-10^-3 мм рт. ст, при этом отрицательный потенциал от высоковольтного источника подводят к фольге. Техническим результатом изобретения является повышение производительности, экономичности и качества очистки фольги за счет химических реакций, возникающих на поверхности фольги при ее бомбардировке ионами кислорода или водорода. 6 ил.

Способ обработки фольги, включающий термообработку фольги нагревом в вакууме, отличающийся тем, что нагрев осуществляют тлеющим разрядом, возбуждаемым между корпусом вакуумной камеры и поверхностью фольги при давлении кислорода или водорода в вакуумной камере 10^-1 - 10^-3 мм рт.ст., при этом отрицательный потенциал от высоковольтного источника подводят к фольге.