专利名称：干表面处理装置及其处理方法
技术领域：
本发明涉及适用于干表面处理的装置例如对板片形或弧形的稀土金属基永久磁铁等工件的两个表面均匀地形成沉积膜的沉积装置或均匀地进行表面处理的喷砂处理装置。
但是，稀土金属基永久磁铁含有易受大气氧化侵蚀的金属元素特别是R(稀土金属)。因此，当稀土金属基永久磁铁在未进行表面处理的状态下使用时，磁铁的腐蚀就会由于少量酸、碱和/或水的作用而从其表面深入下去而使表面生锈，从而引起磁性变差和耗散。而且，当带锈的磁铁用于诸如磁性环路之类的装置内时，铁锈可能散布而污染所包围的零件或元件。
由于上述原因，在通常的实践中要在稀土金属基永久磁铁表面上形成一层铝等的沉积膜以使稀土金属基永久磁铁具有良好的抗腐蚀性能。
公知的用于在稀土金属基永久磁铁的表面上形成铝等沉积膜的装置的实例有美国专利No.4116161公开的装置和Graham Legge在《提高抗腐蚀性的离子气相沉积涂层》(转载自“工业加热IndustrialHeating)”P135～140 1994.9)中所述的装置。
图13是上述装置中的一个实例的与真空系统(未示出)相连接的真空处理室301的内部的简单正视图(局部透视图)。在真空处理室的上区并排设置两个例如由不锈钢丝网制成的圆筒305，该圆筒305可绕水平转动轴线306转动。在处理室的下区的支承平台303向上伸出的舟皿支座304上安置多个用于蒸发作为沉积材料的铝的蒸发器的舟皿302。
使用这种装置，将多个作为工件的例如片状的稀土金属基永久磁铁340置入每个圆筒305内，采用加热装置(未示出)加热舟皿302到预定的温度使铝蒸发出来，与此同时，圆筒305绕转动轴线306转动(如图中的箭头所示)，从而使圆筒305内的每个磁铁340的表面上形成一层铝沉积膜。
图13所示的沉积膜形成装置可以处理大量的工件且生产率高。但是，沉积材料对磁铁的沉积因该装置的结构所致仅沿一个方向进行，所以工件优先在其朝向蒸发器一侧的表面上形成沉积膜，具体地说，在处理板片状或弧形的磁铁的情况下，出现了在朝向蒸发器的一面与相对的另一面之间沉积膜厚度相差大的问题，这一现象对于单件重量为20克或更重的大尺寸磁铁更为明显，因为在圆筒305转动时磁铁340会沿圆筒内壁滑动，并且在整个过程中只有一个表面朝向蒸发器，如图14所示。
另外，喷砂处理装置常用于对稀土金属基永久磁铁进行表面处理，即去除表面上形成的氧化层、表面清理以及喷丸处理以精整带有处理膜的表面等。喷砂处理装置有多种，例如，滚筒式装置具有一个喷嘴，装置的圆筒内可装入多个磁铁，并在圆筒转动而搅动磁铁的同时使喷砂材料通过圆筒的孔射向磁铁(见日本专利申请公开No.347941/1999)。但是，在这种装置中，喷砂材料仅通过圆筒的孔喷到磁铁上，因此，在具体处理板片状或弧形的磁铁的情况下，也会发生类似于前面所述沉积装置那样的各表面之间的处理程度差别大的问题。
为实现本发明的上述目的，本发明提供了一种干表面处理装置具有一个置于处理室内的表面处理材料供料器和一个具有多孔外壁的、用于装入工件的管筒，在该水平设置的管筒绕水平的转动轴线转动的同时对工件的表面进行处理，其特征在于，上述管筒具有可阻止装入的工件由于管筒的转动而沿管筒内壁滑动的防滑件。
而且，在本发明的装置中，管筒的垂直于转动轴线的剖面上至少具有一个内角为30°～100°的角，该角形成上述的防滑件。
再者，在本发明的装置中，管筒的垂直于转动轴线的多角形剖面中至少具有3个其内角为30°～100°的角，该角形成上述的防滑件。
再者，在本发明的装置中，管筒的垂直于转动轴线的剖面为规则的三角形。
再者，在本发明的装置中，管筒的垂直于转动轴线的剖面为正方形。
再者，在本发明的装置中，管筒的垂直于转动轴线的剖面为菱形。
再者，在本发明的装置中，管筒的垂直于转动轴线的剖面部分地呈拱形。
再者，在本发明的装置中，管筒的垂直于转动轴线的剖面为椭圆形或凸透镜形。
再者，在本发明的装置中，在管筒的内壁上设置一种凸块，该凸块作为防滑件。
再者，在本发明的装置中，上述的凸块设置成与垂直于管筒的转动轴线的剖面上转动前方的切线成30°～100°角。
再者，在本发明的装置中，上述凸块可以是梳齿形或板片形或棒形。
再者，在本发明的装置中，上述的凸块的数目为1～7个。
再者，在本发明的装置中，管筒的内部具有多个由垂直于管筒转动轴线设置的分隔件分隔成两个或多个空间而形成的隔离装料室。
再者，在本发明的装置中，分隔件是由线材制成的多孔件。
再者，在本发明的装置中，管筒的内部具有多个将其垂直于管筒转动轴线的剖面形状分隔成两个或多个空间而形成的隔离室。
再者，在本发明的装置中，上述的隔离室的垂直于转动轴线的剖面中至少具有一个内角为30°～100°的角，该角形成防滑件。
再者，在本发明的装置中，工件是等量地装入上述的隔离装料室和/或隔离室中的。
再者，在本发明的装置中，多孔的外壁是用筛网制成的。
再者，在本发明的装置中，多孔的外壁是槽隙形的。
再者，在本发明的装置中，有多个管筒环形地支承在以可绕水平转动轴线转动的支承件的转动轴线为圆心的圆周上。
再者，在本发明的装置中，干表面处理装置是一种沉积装置。
再者，在本发明的装置中，干表面处理装置是一种喷砂处理装置。
再者，本发明还涉及用本发明的干表面处理装置对工件进行干表面处理的方法。
再者，在本发明的干表面处理方法中，工件是板片形或弧形的稀土金属基永久磁铁。
再者，在本发明的干表面处理方法中，工件在经受处理的同时以防滑件为支点翻转表面。
再者，本发明还涉及采用本发明的干表面处理方法进行过表面处理的稀土金属基永久磁铁。
采用本发明的干表面处理装置，由于工件在管筒内翻转表面。故可使工件的每个表面朝向表面处理材料供料器的时间相等，因此，可以对工件(具体说是板片状或弧形的稀土金属基永久磁铁)的相对两个表面形成均匀的沉积膜或进行均匀的表面清理。
下面参看附图详细说明本发明，附图中
图6是管筒支承在支承件上的一种方式的简单透视图；图7是图6所示方式中所用的管筒的简单透视图；图8是用作喷砂处理装置的实施例中的处理室内部的简单前视图；图9是工件在管筒内的另一种状态的示意图；图10是另一个用作沉积装置的实施例中的真空处理室内部的简单前视图；图11是在实例3和4中所用的管筒的剖视图；图12是实例5中所用的圆筒的剖视图；图13是现有技术的沉积装置中的真空处理室内部的简单前视图；和图14是现有技术的沉积装置中的圆筒内的工件的状态的示意图。
设置在本发明的干表面处理装置内的防滑件用于阻止装入的工件由于管筒的转动而沿管筒的内壁表面滑动，并可作为支点有效地使工件翻转表面。因此，可使工件的每个表面朝向表面处理材料供料器的时间相等。故本发明的干表面处理装置适用作一种沉积装置或一种喷砂处理装置，因为它能够形成均匀的沉积薄膜，或对工件(例如板状或弧形的稀土金属基永久磁铁)的各表面进行表面处理。
在将本发明的干表面处理装置用作沉积装置的情况下，处理室就是真空处理室，而表面处理材料供给器就是一种沉积材料(在本发明装置中的表面处理材料)的蒸发器。沉积装置可以是用真空蒸发工艺形成薄膜的装置或采用离子镀工艺形成薄膜的装置。沉积材料包括常用的金属及其合金例如铝、锌、钛、铬、镁、镍及至少含有上述金属元素中的一种的合金以及陶瓷材料例如氧化铝和氮化钛。在上述材料中，铝适合于要求具有高粘结强度的稀土金属基永久磁铁工件，因为形成的铝膜具有良好的抗腐蚀性。而且与组装零件时所用的粘结剂能可靠地粘结(即在以后的自然使用过程中，未达到粘结剂的破裂强度之前铝膜与粘结剂之间不易发生剥离)。
在本发明的干表面处理装置被用作喷砂处理装置的情况下，表面处理材料供料器就是一个喷嘴。在该装置中作为表面处理材料的喷砂材料，可根据处理目的适当选择金属基喷砂材料例如钢丸或非金属基喷砂材料例如A1undum(Norton公司的产品名)，或玻璃珠。
管筒的多孔外壁可以是任何类型的外壁，只要表面处理材料能够喷到装在管筒内的工件即可，筛网状的外壁是其典型代表。这种筛网状外壁可以是例如不锈钢丝网做成的外壁。上述的不锈钢丝网可以是例如通过对不锈钢板件打孔或腐蚀法制成的网板，或用不锈钢丝编织而成。而且，多孔外壁也可以是槽缝式的，该槽缝式外壁可以是例如通过将不锈钢线材按照带有空隙的条形排列编成。另外，上述的多孔外壁可以是栅格状的。多孔外壁的孔洞率(孔的面积与整个外壁面积之比)希望有50％~95％，最好是60％~85％，(当然，还取决于工件的形状和尺寸)。如果孔洞率小于50％，管筒壁就会形成表面处理材料供料器与工件之间的屏障，结果恐怕就会降低表面处理效率。如果孔洞率大于95％，外壁恐怕就会在处理或搬动过程中发生变形或损坏。另外，要根据孔洞率或网的强度选择管筒外壁的厚度，一般为0.1～10mm，从容易加工维护考虑，最好为0.3～5mm。
管筒绕水平转动轴线的转动可以是绕转动轴线的转动或绕公转轴线的旋转。而且也可以是既绕转动轴线转动，同时又绕公转轴线旋转。
采用本发明的干表面处理装置适当处理的工件没有特别的限制，只要它需要形成表面沉积薄膜或要对其表面进行表面处理即可。但是，本发明的干表面处理装置特别适用于处理板状或弧形的稀土金属基永久磁铁件，更具体地说是大尺寸的、单件重量达20g或以上的磁铁件。
本发明的干表面处理装置的第一个实施例是如下结构的干表面处理装置，该装置具有一个位于处理室内的表面处理材料供料器和一个具有多孔外壁的用于装入工件的管筒，在该管筒水平设置地绕水平转动轴线转动的同时对工件的表面进行处理，其特征在于，上述管筒沿垂直于转动轴线方向的剖面至少具有一个其内角为30°～100°的角(例如三角形、正方形、扇形等)，以便利用上述的角作为防滑件。
也就是说，采用本发明的干表面处理装置，即使工件40由于管筒5的转动而在管筒内壁上滑动(见图1)，由于管筒5的垂直于转动轴线6的剖面上至少有一个内角为30°～100°的角(图1中为规则三角形)，故该角可用作一种防滑件。管筒内的工件由于管筒的进一步转动而在作为支点的部位上翻转表面，并且，由于管筒持续转动而可使工件反复翻转，故可使工件每个表面朝向表面处理材料供料器的时间相等，从而可对每个表面进行均匀的处理。这里所述的角是由形成按预定方向，或者说垂直于管筒转动轴线的方向上的剖面形状的相邻两边(切线)构成的角。该角可以具有各种形式的尖部例如圆形的或倒角形的，这有利于工件的顺利翻转并使管筒的制造方便。
管筒的垂直于其转动轴线的剖面形状最好是带有至少三个其内角为30°～100°角的多角形。更好是该多角形至少具有三个其内角为55°～95°。具体地说，三角形或矩形截面的管筒很适合于管筒的方便制造，而且，等角的管筒例如截面为规则三角形或正方形的管筒特制有利，因为在其转角处可以均匀而稳定地阻止工件的滑动，而且可以作为支点使工件翻转表面。在工件长度等于或大于管筒截面多角形之一边长度的1/3的情况下，工件可以在作为支点的内角为30°～100°的角处有效地翻转表面。
另外，垂直于其转动轴线的剖面上至少具有一个其内角为30°～100°的角的管筒可以通过它们多个侧壁一个接一个的组合而构成具有各种外壁剖面形状的装料部分。在构成这种装料部分时，最好要考虑到使其外壁剖面形状能够使装入管筒内的所有工件得到均匀的处理(例如，考虑形成左右对称的管筒)。
本发明的干表面处理装置的第二个实施例是如下这种于表面处理装置。它具有一个位于处理室内的表面处理材料供料器和一个具有多孔外壁的用于装入工件的管筒，因此，当水平设置的管筒绕水平转动轴线转动时便对工件进行表面处理，其特征在于，上述管筒的相对于转动轴线的垂直剖面部分地呈拱形，并在其相对两端形成防滑件。这种装置具体地说是一种具有这样的管筒的装置该管筒的垂直于其转动轴线的剖面是椭圆形或者说凸透镜形的，在其相对两端形成防滑件，采用具有拱形部分的剖面例如椭圆形或凸透镜形剖面的管筒，可以减小管筒内壁与工件之间的接触面积，这就可防止工件脱离多孔外壁的轨迹(筛网等的轨迹)。而且，由于管筒具有宽的内部空间而使工件可顺利地翻转表面。
上述本发明的干表面处理装置的第一和第二实施例中的管筒最好做成具有多个隔开的装料室，也就是采用垂直于管筒的转动轴线设置的分隔件将其内部分成两个或多个空间。在上述隔开的装料室内均等地装入工件而在彼此隔开的状态下处理工件，这样，工件就可在作为支点的防滑件处顺利地翻转表面而不会产生由于工件间的重叠而造成处理不均匀或由于工件间的碰撞而产生断裂或裂纹。上述分隔件的形式没有特殊的限制，只要能够使装入隔离的装料室内的工件牢牢保持住则可，就是说，分隔件可以做成带有单一大孔的形状。但是，在使用这种分隔件时，工件的角可能被孔挂住，而使之不能顺利翻转，故无法达到均匀的处理。另一方面，在分隔件做成板状的情况下，该分隔件会成为表面处理材料供料器与工件之间的屏障，而可能使板状工件的端部表面处理不足。因此，上述分隔件最好做成不易出现上述问题的形状。采用不锈钢线材构成的多孔式分隔件(例如筛网、带有空隙的槽缝式件或螺旋形件)(如图7所示)是很合适的。而且，若要采用一个管筒处理多种形状的工件时，可将分隔件取下。每个隔离的装料室不必只装一个工件，而是多个隔离的装料室可装入同样数目的工件。
上述本发明的干表面处理装置的第一或第二实施例中的管筒最好做成按其垂直于管筒转动轴线的剖面将其内部分成两个或多个空间而形成多个隔离室。所形成的隔离室的形状最好是其垂直于转动轴线的截面上具有至少一个其内角为30°～100°的角，以便在该角(例如规则的三角形)处形成防滑件。在所形成的隔离室内单件地或少量地装入工件，工件就可以在作为支点的防滑件上顺利地翻转表面，而有效地防止由于工件间的重叠而造成的处理不均匀性或由于工件间的碰撞而造成的断裂或裂纹。各隔离室之间的分隔件最好是筛网状的或缝隙状的，以便能使工件的朝向分隔件的表面得到有效的处理。同时，隔离室间的分隔件最好能将管筒相等地隔开，以便均匀地处理装入所有隔离室中的工件。
图2示出采用内部分成几个隔离室的管筒处理工件的实施例中工件的情况。使用图2所示的圆筒25可以有效地翻转工件表面而不会使工件60发生断裂或裂纹。而且，由于圆筒内壁与工件的接触面积减小，故可防止工件离开多孔外形的轨迹(筛网等的轨迹)。
图3示出使用内部具有隔离室的管筒处理工件的另一个实施例中工件的情况。使用其垂直于转动轴线的剖面为凸透镜形的管筒35(见图3)，可以有效地翻转工件表面而不会使工件70产生断裂或裂纹。另外，由于在管筒的垂直于转动轴线的剖面的拱形部分与工件的接触面积减小，故可防止工件离开多孔外壁的轨迹(筛网等的轨迹)。
下面的装置是用本发明的干表面处理装置的上述的第一或第二实施例作为沉积装置在平板形或弧形稀土金属基永久磁铁上形成一层铝沉积膜的具体装置。
例如，有这样一种装置，采用图13所示的沉积装置，但用图1所示的其垂直于其转动轴线的截面为规则三角形的管筒代替该装置中的圆筒。由于管筒5绕转动轴线6的转动，磁铁40被管筒的角挡住，并且在管筒进一步转动时以此作为支点使工件表面翻转。由于管筒持续转动，使磁铁40的翻转动作重复进行，故可使磁铁的每个表面朝向材料蒸发器的时间相等，从而在每个表面上形成均匀的沉积薄膜。
图4所示的沉积装置是具有另一种结构的装置。图4是该装置的真空处理室51的内部的简单前视图(局部透视图)。该装置具有两个并置于与真空系统(未示出)相连接的真空室51之上部的、可绕水平转动轴线56转动的支承件57，沿以支承件57的转动轴线为圆心的周围上分布着6个由不锈钢筛网制成的管筒55，该管筒55的垂直于其转动轴线的截面为规则三角形，并由各自的支承轴58环形地支承而旋转。同时，在真空室51的下区设置有多个就是用于蒸发作为沉积材料的铝的蒸发器的舟皿52，该舟皿52安置在从支承平台53上伸出的舟皿支座54上。
在支承平台53的下方安装由供料卷筒卷绕的作为沉积材料的铝丝59，该铝丝59的头部在舟皿52的上方被导入一个对着舟皿52的内表面的耐热保护管61内。该保护管61在其一个部位上具有一个缺口62，相对应地设置在该缺口62处的供料齿63与铝丝59直接接触，故可通过供入铝丝59不断地将铝供入舟皿52内。
通过支承件57绕转动轴线56的转动(见图4中的箭头)，支承在位于以支承件57的转动轴线56为圆心的圆周上的支承轴58上的管筒55相应地绕转动轴线56旋转，因此，即使磁铁90在管筒55转动时沿管筒内壁滑动，它也可被管筒的角挡住。由于管筒进一步转动，磁铁90就在作为支点的这一点(角)上翻转表面，由于在管筒持续转动中重复翻转磁铁，故可使磁铁的每个表面朝向蒸发器的时间相等。而且，对于这种装置来说，磁铁的朝向蒸发器的表面在旋转前以及旋转一圈后在管筒最靠近蒸发器的位置或者说最有效的沉积位置上换向，因此，可在每个表面上形成均匀的沉积膜。
而且，在该装置中，支承件57绕转动轴线56的转动改变了各管筒与置于支承件下方的蒸发器之间的距离，因此具有如下的作用就是说，置于支承件57下区的管筒较靠近蒸发器。因此，装在该管筒内的磁铁90的表面有效地形成铝沉积膜。另一方面，装在远离蒸发器的管筒内的磁铁便脱离受热状态并被冷却至与离蒸发器的距离相对应的程度。于是，在此期间，可防止磁铁表面上形成的铝沉积膜发生软化，从而阻止由于磁铁沿管筒内壁滑动而造成的沉积膜损坏。这样，采用沉积装置可以同时实现有效地形成铝沉积膜和防止该铝沉积膜的损坏，从而在磁铁的各表面上形成更为均匀的沉积膜。
图4所示的沉积装置具有上述的功用，并且容易体现下列优点。
就是说，在同时处理多个磁铁的情况下，将它们单独装入本装置的管筒内，便可降低管筒内磁铁之间互相碰撞的频率，从而可防止磁铁发生断裂或出现裂纹。另外，通常有用假样(例如直径为10mm的陶瓷球)与磁铁一起装入管筒内以降低磁铁间的碰撞频率的措施。但是，若采用本发明的上述装置，便没有上述的必要，故可提高磁铁形成薄膜的效率。同时可以省去将磁铁装入保护磁铁的夹持器内所需的劳动和工时，(例如以前要将线材按一定间隔绕成一种两端具有螺线表面的弹簧式圆筒件以便将磁铁装入该圆筒体内)。而且，若将管筒的尺寸做成容易搬运而且是可拆卸地安装在沉积装置上以便使管筒可以相容地用于沉积成膜工艺及其前处理工艺和后续工艺(例如，上述的前处理工艺包括喷砂工艺，后续工艺包括喷丸工艺和随后的化学转换成膜工艺)中，那么，在工艺过程中就没有必要装、卸磁铁。因此，可以防止在转移磁铁时使其发生断裂或裂纹，并进一步节省劳力和工时。
另外，在图4的沉积装置中还示出一种结构，即支承管筒55的支承件57设置在真空处理室51的上区，而作为蒸发器的舟皿52设置在真空室的下区，就是说，这是一种单向对着工件沉积的结构。但是，支承件与蒸发器之间的关系不限于这种结构。最好是根据要处理的工件数目和薄膜形成条件正确地确定位置关系或管筒数目。
虽然图4示出的沉积装置具有6个支承在一个支承件57上的管筒55，但是，支承在支承件上的管筒数目不限于此，就是说，管筒的数目也可以是一个。
而且，支承在支承件上的管筒55由于支承件57的转动而可绕支承件57的转动轴线56公转，而它们本身又可通过公知的机构转动。
图5所示的沉积装置具有另一种结构，该图简单示出该装置的真空处理室101内部的前视图(局部透视图)。该装置具有两个并列设置在与真空系统(未示出)相连接的真空处理室101的上区且可绕水平转动轴线106转动的支承件107。在以支承件107的转动轴线为中心的圆周上，可拆卸地(考虑到容易搬运)安装6个管筒105，这些管筒是用不锈钢丝网制成的，其垂直于转动轴线的剖面为菱形。该菱形的管筒105的内部被不锈钢丝网制的隔件对称地分成左右两室，而形成其垂直于转动轴线的剖面为规则三角形的隔离室。为了使装入左、右隔离室内的磁铁140能均匀地处理，由隔件隔开的左、右隔离室的位置关系要使得转动轴线106位于它们之间的壁的延长线上(见图5中的点划线)。此外，真空室101内部的下区的结构与图4所示沉积装置的结构相似，通过支承件107绕转动轴线106的转动(见图5中的箭头)，可以获得类似于图4所示沉积装置的效果。
图6示出管筒支承在支承件上的另一种方式的简单透视图。在以可绕转动轴线126转动的支承件127的水平转动轴线126为圆心的圆周上呈环形地支承着可绕各自的支承轴128旋转的6个由不锈钢丝网制成的、其垂直于转动轴线的剖面为凸透镜式的管筒125。
图7是用于图6所示形式的其垂直于转动轴线的剖面为凸透镜形的管筒125的简单透视图，为了使上述管筒可沿长度方向打开和关闭，将它做成具有可通过铰链(未示出)打开和关闭的盖125a和笼体125b。并具有将管筒支承在支承件127中的支承轴128。由于采用这种管筒125方便于装入和取出工件，故可防止在装入和取出工件的过程中发生工件断裂和裂纹的情况。另外，在连续使用这种管筒125的情况下，可能会由于制造管筒的丝网受到沉积处理过程中的热综合作用而发生变形致使盖125a与笼体125b之间出现空隙，结果造成工件从空隙中掉落。因此，最好在笼体125b上沿其打开的长度方向固定一个防止工件下落的板件129(该板件129也可沿打开盖子的长度方向固定在盖子125a上)。在沉积处理过程中，盖子125a与笼体125b用夹具(未示出)夹紧。上述管筒125的内部对称地分隔成左、右两个隔离室。隔离室之间的隔件130是用不锈钢丝网制成的。每个隔离室又由垂直于转动轴线设置的用不锈钢丝做成的具有空隙的螺旋形隔件131隔成两个隔离装料室。如果工件以同等数量装入所形成的隔离装料室内并使工件在隔开状态下进行沉积处理，工件就可在作为支点的防滑件上顺利地翻转表面，而不会发生由于工件间的重叠而造成沉积不均匀或发生由于工件间的互相碰撞而造成断裂或裂纹。另外，从便于固定和装入及取出工件、以及便于分隔件130或螺旋形分隔件131的安装和拆卸的观点看，盖子125a和笼体125b可做成完全独立而不互相连接，在使用时用夹具夹紧(必要时可用铰链代替夹具固定之)。
将上述的第一或第二实施例的干表面处理装置用作喷砂处理装置以对平板状或弧形的稀土金属基永久磁铁的表面进行处理的具体装置还有例如图8所示的装置。
图8是一种喷砂处理装置的处理室151内部的简单前视图(局部透视图)。在处理室151的下区，一个支承件157可绕转动轴线156转动地支承在辊子152、153上，在以支承件157的转动轴线为圆心的圆周上可拆卸地(从容易搬运的观点出发)安装6个用不锈钢丝网制成的其垂直于转动轴线的剖面为菱形的管筒155。该菱形管筒155的内部被一个不锈钢丝网制成的分隔件对称地分成左、右两个隔离室，这两个隔离室的垂直于转动轴线的剖面为规则三角形。为了对装入左、右隔离室内的磁铁190进行均匀的处理，由分隔件隔开的左、右隔离室的位置关系应当使转动轴线156位于左右隔离室的间壁的延长线上(见图8的点划线)。在处理室的上区按合适的喷射角度安装两个喷嘴154，以便对管筒内的磁铁190射出喷砂材料。
为通过马达(未示出)带动辊子152、153转动而使支承件157绕转动轴线156转动时，菱形的管筒155便相应地绕转动轴线156旋转。结果，即使磁铁190由于管筒155的转动而沿管筒的内壁滑动，磁铁190也可被管筒的角挡住，当管筒进一步转动时，磁铁190便可在作为支点的位置上翻转表面，由于在管筒持续转动中重复着磁铁的翻转动作，故可使磁铁的每个面朝向喷嘴的时间相等。而且，按照该装置在管筒转动前与转动一圈的时间间隔内，磁铁在管筒处于最靠近喷嘴的位置从而其工作效率最高时交换其朝向喷嘴的表面，从而形成对两个表面的均匀表面处理(见图中的箭头)。
另外，喷嘴的数目和它们的排列方式也不限于图8所示的喷吵处理装置的结构形式。
本发明的干表面处理装置的第三个实施例是如下这种装置，该装置具有一个位于其处理室内的表面处理材料供料器和一个具有多孔外壁的、用于装入工件的管筒，其特征在于，当上述水平设置的管筒绕水平转动轴线转动时，工件便可受到表面处理，而且，在管筒的内壁上设置一个用作防滑件的凸块。
就是说，采用这种干表面处理装置，即使工件240由于管筒205的转动而沿管筒内壁滑动(如图9所示)时，管筒内壁上的凸块220也可起防滑件的作用。由于管筒进一步转动，工件便在作为支点的凸块处翻转表面。由于通过管筒的持续转动而使工件重复进行翻转动作，故可使工件的每个面朝向表面处理材料供料器的时间相等，从而可对两个表面都均匀地处理。
上述的用作防滑件的凸块最好设置在管筒内壁上与在垂直于管筒转动轴线的剖面上转动前方的切线成30°～100°角(图9中的θ角)的位置上。
对于内壁上带有凸块的管筒形状没有特别的限制。但它可以是图9所示的圆筒形。或者，也可以是如下形状的管筒，即其垂直于转动轴线的剖面至少具有一个内角为30°～100°的角，如具有一个作为防滑件的角的三角形、正方形或扇形的管筒，或者其垂直于转动轴线的剖面的形状为部分地呈凸形弯曲而成为一种以其两端作为防滑件的椭圆形或凸透镜形的管筒。
设置在管筒内壁上的凸块的形状，从减重的观点考虑最好是梳齿形或板片形或杆棒形。上述凸块的数目，根据管筒或工件的尺寸、管筒的转速等一般为1～7个，以便使工件有效地翻转表面，更合适的数目为3～5个。为了有效地翻转工件表面，该凸块最好设置在管筒的内壁上与垂直于管筒转动轴线的剖面上的转动前方的切线成55°～95°角(图9中的θ角)的位置。同时，在工件的长度两倍于凸块的长度或更长的情况下，以及在设置多个凸块或工件的长度为相邻凸块间的直线距离的1/3或更长的情况下，工件均可在作为支点的凸块处有效地翻转表面。
本发明的干表面处理装置的第三实例的管筒与上述的第一或第二实施例的管筒的相似之处在于，通过垂直于管筒的转动轴线设置的分隔件将管筒的内部分成两个或多个空间而成为所需的多个隔离装料室。
本发明的干表面处理装置的第三实施例的管筒与上述的第一或第二实施例的相似之处还在于，在垂直于管筒转动轴线的剖面上将管筒的内部分成两个或多个空间而形成所需的多个隔离室。在此情况下，每个隔离室的内部最好具有至少一个凸块，同时，置于隔离室之间的分隔件构成隔离室内的角，该角可作为防滑件。在此情况下，凸块和防滑件的总数最好为3～5。
下一种装置是采用第三实施例的干表面处理处装置作为一种沉积装置以在板片状或弧形的稀土金属基永久磁铁表面上形成铝沉积膜的具体装置。
例如，采用前面所述的图13所示的沉积装置，但用图9所示的内壁上带有凸块的圆筒代替图13所示的圆筒。由于圆筒205绕转动轴线206的转动，磁铁240被凸块220挡住，然后在进一步转动中以该点为支点翻转磁铁的表面，由于圆筒持续转动，使磁铁反复翻转，故可使磁铁的每个表面朝向蒸发器的时间相等，从而在每个表面上都形成均匀的沉积膜。
图10所示的沉积装置具有另一种结构。该图是所述装置的真空处理室251内部的简单正视图(局部透视图)。这种装置具有两个并列设置在与真空系统(未示出)相连接的真空处理室251的上区内并可绕水平转动轴线256转动的支承件257。在以该支承件的转动轴线为圆心的圆周上环形地支承着6个不锈钢丝网制的圆筒255，这些圆筒可绕各自的支承轴258转动。每个圆筒255的内壁上设置3个凸块270，该凸块位于与转动前方的切线成60°角(图9中的θ角)的位置上。另外，真空处理室下区的结构与图4所示的沉积装置相似。通过支承件257绕转动轴线256的转动(见图10的箭头)就可以获得类似于图4所示沉积装置的效果。
将上述的干表面处理装置用作一种喷砂处理装置对板状或弧形的稀土金属基永久磁铁表面进行处理的具体装置例如是采用图8所示的装置但用图10所示装置的内壁带有凸块的圆筒代替图8的其垂直于转动轴线的剖面为菱形的管筒。
实例采用烧结磁铁试片进行实例1和2(比较实例1和2)的试验，所述的试片的成分为Nd14Fe79B6Co1，其尺寸为45mm×30mm×5mm，其单片重量为50.6g，上述试片是按例如美国专利No.4770723或No.4792368所述方法制成的，即，将普通铸锭粉碎成粉末，然后将所得的粉末压实、烧结、热处理和表面加工，制成试片。另外，又采用按类似于上述方法制成的烧结磁铁试片进行实例3～5的试验，所述试片的成分为Nd14Fe79B6Co1，其尺寸为45mm×35mm×6mm，其单片重量为70.9克。
实例1采用图5所示的沉积装置进行如下试验。用不锈钢丝网(厚度为0.6mm，孔洞率为70％)制成其垂直于转动轴线的剖面为菱形的管筒，该管筒的尺寸为50mm(菱形的一边)×600mm(筒长)。用垂直于转动轴线设置的不锈钢丝网分隔件将管筒内的其垂直于转动轴线的剖面为规则三角形的隔离室分隔成10个隔离装料室。
对磁铁试片进行喷丸处理以去除每个磁铁试片表面上在先前的表面处理中形成的氧化层。将已去除氢化层的磁铁试片等量地装入上述的每个隔离装料室内(整个装置装入磁铁试片的总数为240个)。抽真空后使真空室的压力降至1×10-3Pa或以下。在支承件按每分钟1.5转的转速下转动的同时在Ar气压力为1Pa、偏压为-500V的条件下对磁铁试片的表面喷溅20min，以便清洁试片的表面。然后，将用作沉积材料的铝丝加热，并在Ar气压力为1Pa、偏压力为-100V的条件下蒸发而离子化，从而通过12分钟的离子镀过程在磁铁试片表面形成铝沉积膜。
磁铁试片冷却后，任选10件试片测量试片的两个45mm×30mm的表面上形成的铝沉积膜的厚度，测量结果列于表1。可采用荧光X射线测厚仪(Seiko仪器与电子公司制的SFT-7000型测厚仪)进行铝沉积膜厚度测量。
比较实例1采用一种上述实例1所用的沉积装置但用圆筒代替该装置中的具有垂直于转动轴线的菱形截面的管筒进行如下试验。所述的圆筒用不锈钢丝网(厚0.6mm，孔洞率为70％)制成，其尺寸为110mm(直径)×600mm(长度)。通过垂直于转动轴线设置的不锈钢丝网制的分隔件将圆筒的内部分隔成10个空间。
对磁铁试片进行喷丸处理，以去除每个试片在先前的表面处理中形成的氧化层。将去除了氧化层的磁铁试片等量地装入隔离装料室中，整个装置装入的磁铁试片的总数为120件。在与实例1相同的条件下使每个磁铁试片表面上形成铝沉积层。磁铁试片冷却后，任意选取10个试片测量其两个45mm×30mm的表面上形成的铝沉积膜的厚度，也将其结果列于表1。
从表1可以看出，在实例1中，形成沉积膜的过程中，由于磁铁试片在隔离装料室内翻转表面，故使磁铁试片每个表面朝向蒸发器的时间相等，从而可在每个表面形成均匀的铝沉积膜。而在比较实例1中，试片各表面上形成的铝沉积膜的厚度则极不相同。
表1
实例2采用图8所示的喷砂处理装置进行如下试验。用不锈钢丝网(厚度为0.7mm，孔洞率为70％)制成其垂直于转动轴线的剖面为菱形的管筒，该管筒的尺寸为菱形一边50mm，管筒长度600mm。通过垂直于转动轴线设置的不锈钢丝网分隔件将垂直于转动轴线的剖面为规则三角形的隔离室分成10个空间。
采用在上述实例1中所述的沉积装置，在其隔离装料室内等量装入按实例1所述方法在表面上已形成铝沉积膜的磁铁试片，整个装置装入的试片总数为120件。在支承件每分钟转2.5次的情况下，将作为喷砂材料的GE-AG(Sinto Brator公司制的玻璃丸的产品名，它相当于JTS粒度180#)在0.2Mpa的喷射压力下对磁铁试片喷射10min，这样就进行了精加工的喷丸处理。然后，用电子显微镜(800倍)对任意选取的10个磁铁试片的两个45mm×30mm的表面进行表面观察，以计算每个表面经受喷丸的面积。结果，由于磁铁试片在隔离装料室内翻转表面的同时进行喷丸处理，故可使每个表面朝向喷嘴的时间相等。业已发现，所有经试验的磁铁试片在两个面上及其端面的喷丸面积均达到99％或更多。
比较实例2采用上述实例2中所用的喷砂装置，但用圆筒代替该装置中的具有垂直于转动轴线的菱形剖面的管筒进行如下试验。上述圆筒用不锈钢丝网(厚度为0.7mm，孔洞率为70％)制成，圆筒尺寸为110mm(直径)×600mm(长度)。通过垂直于转动轴线设置的、用不锈钢丝网制的分隔件将圆筒的内部分隔成10个空间。
在隔离装料室内等量装入按实例1所述的方法形成了铝沉积膜的磁铁试片(整个装置共装入60件磁铁试片)，以与实例2相同的条件进行精加工喷丸处理。然后对任选的10个试片的两个45mm×30mm的表面进行电子显微镜(800倍)表面观察，以计算每个表面经受喷丸处理的面积，结果表明，所有磁铁试片的一个表面有99％或更多受到喷丸处理，但是，另一方面，10个试片中有2个受到99％或更多的喷丸处理，10个试片中有6个受到90％～99％的喷丸处理，而10个试片中的2个只受到80％～90％的喷丸处理。因此，相对的表面间受到喷丸的程度有较大的差异，而且磁铁试片之间的端部所受的喷丸程度也有较大差异。
实例3采用上述实例1中所用的沉积装置，但用图11的凸透镜形管筒代替该装置中的其垂直于转动轴线的剖面为菱形的管筒进行如下试验。用不锈钢丝网(厚度0.7mm，孔洞率为71％)制成图11所示的其垂直于转动轴线的剖面为凸透镜形的管筒，该管筒的尺寸为长度600mm。用不锈钢丝网制成的分隔件将管筒的内部分隔成两个左、右对称的空间而形成隔离室。再用垂直于转动轴线的、用不锈钢丝制成的、带有一定空隙的螺旋形分隔件将上述隔离室分成10个装料室。
对磁铁试片进行喷丸处理以去除每个试片表面上在先前的表面处理中形成的氧化层。将去除了氧化层的磁铁试片等量地装入隔离装料室内，整个装置共装有磁铁试片240件。在与实例1相同的条件(但沉积时间为13min)下使每个磁铁试片的表面上形成铝沉积膜。待磁铁试片冷却后，任意选取10个试片，测量各试片在其两个45mm×35mm的表面上所形成的铝沉积膜的厚度，测量结果列于表2。
表2
从表2可以看出，由于磁铁试片在沉积过程中可在隔离装料室内翻转表面，故可使试片每个表面朝向蒸发器的时间相等，因此就可使每个表面上形成均匀的铝沉积膜。而且在每个磁铁试片的铝沉积膜表面上肉眼看不见筛网的痕迹。
实例4采用上述实例2的喷砂处理装置，但用图11所示的凸透镜形的管筒代替该装置中的其垂直于转动轴线的剖面为菱形的管筒进行如下试验。用不锈钢丝网(厚度为0.7mm，孔洞率为71％)制成图11所示的其垂直于转动轴线的剖面为凸透镜形的管筒，该管筒的长度为600mm。用不锈钢丝网制成的分隔件将管筒的内部分隔成左、右对称的两个空间而形成隔离室，通过垂直于转动轴线设置的、用不锈钢丝做成的、具有一定空隙的螺旋形分隔件将上述隔离室分隔成10个装料室。
采用实例3所用的沉积装置，将按照上述实例3所述方法在表面上形成铝沉积膜的磁铁试片等量地装入隔离装料室内，整个装置共装入试片120件，在与实例2相同的条件下进行精加工喷丸处理。然后，用电子显微镜(800倍)对任意选取的10个试片的两个45mm×30mm的表面进行表面观察，并计算出每个表面经受喷丸的面积。结果，由于试片在进行喷丸处理时在隔离装料室内翻转表面而使试片的每个表面朝向喷嘴的时间相等。业已发现，每个被试的磁铁试片的两个表面及其端部均有99％以上的面积受到喷丸处理。
实例5采用上述实例1所用的沉积装置，但用图12所示的圆筒代替该装置中的其垂直于转动轴线的剖面为菱形的管筒进行如下试验。上述的图12所示的其垂直于转动轴线的剖面为圆形的圆筒用不锈钢丝网(厚度0.7mm)制成，其孔洞率为71％，其长度为600mm。用不锈钢丝网制成的分隔件将圆筒内部分隔成左、右对称的两个隔离室，该隔离室的圆筒内壁上具有由5mm2的不锈钢形成的棒状凸块。而且，该隔离室又通过垂直于转动轴线设置的、由不锈钢丝网制成的、带有一定空隙的螺旋形分隔件分隔成10个装料室。
对磁铁试片进行喷丸处理以去除每个试片表面上在先前的表面处理中形成的氧化层。将去除了氧化层的磁铁试片等量地装入隔离装料室内(整个装置其装入磁铁试片240件)。在与实例1相同的条件(但沉积时间为13min)下对每个磁铁试片的表面形成铝沉积膜，待磁铁试片冷却后对任意选取的10个试片测量其两个45mm×35mm的表面上形成的铝沉积膜的厚度，并将测量结果列于表3。
表3
从表3可以看出，在形成沉积膜的过程中，由于磁铁试片可在隔离装料室内翻转表面，故可使磁铁试片每个表面朝向蒸发器的时间相等，因此可在每个表面上形成均匀的铝沉积膜。在每个磁铁试片的铝沉积膜表面上肉眼看不见筛网的痕迹。
权利要求
1.一种干表面处理装置，它具有一个设置在处理室内的表面处理材料供料器和一个具有多孔外壁的、用于装入工件的管筒，在该水平设置的管筒绕水平转动轴线转动的同时，对工件的表面进行处理，其中，上述管筒具有一种防滑件，用于阻止装入的工件由于上述管筒的转动而沿上述管筒的内壁滑动。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于，上述管筒的垂直于转动轴线的剖面至少具有一个内角为30°～100°的角，该角形成上述的防滑件。
3.根据权利要求2的装置，其特征在于，上述管筒的垂直于转动轴线的多角形剖面至少具有3个内角为30°～100°的角，这些角形成上述的防滑件。
4.根据权利要求3的装置，其特征在于，上述管筒的垂直于转动轴线的剖面为规则的三角形。
5.根据权利要求3的装置，其特征在于，上述管筒的垂直于转动轴线的剖面为正方形。
6.根据权利要求2的装置，其特征在于，上述管筒的垂直于转动轴线的剖面为菱形。
7.根据权利要求1的装置，其特征在于，上述管筒的垂直于转动轴线的剖面为部分地呈拱形的形状。
8.根据权利要求7的装置，其特征在于，上述管筒的垂直于转动轴线的剖面为椭圆形或凸透镜形。
9.根据权利要求1的装置，其特征在于，在上述管筒的内壁上设置一个凸块，该凸块用作上述的防滑件。
10.根据权利要求9的装置，其特征在于，上述的凸块设置成在垂直于上述管筒的转动轴线的剖面上与转动前方的切线呈30°～100°角。
11.根据权利要求9的装置，其特征在于，上述的凸块是梳齿形或板片或棒形的。
12.根据权利要求9的装置，其特征在于，上述凸块的数目的为1～ 7个。
13.根据权利要求1的装置，其特征在于，上述管筒的内部具有多个由垂直于上述管筒的转动轴线设置的分隔件分隔成两个或多个空间而形成多个隔离装料室。
14.根据权利要求13的装置，其特征在于，上述的分隔件是由线材制成的多孔件。
15.根据权利要求1的装置，其特征在于，上述管筒的内部具有多个将其垂直于上述管筒转动轴线的剖面形状分隔成两个或多个空间而形成的隔离室。
16.根据权利要求15的装置，其特征在于，上述隔离室的垂直于转动轴线的剖面内至少具有一个其内角为30°～100°的角，该角形成上述的防滑件。
17.根据权利要求13～15的装置，其特征在于，上述的工件等量地装入上述的隔离装料室或隔离室内。
18.根据权利要求1的装置，其特征在于，上述管筒的多孔外壁是筛网形的。
19.根据权利要求1的装置，其特征在于，上述的多孔外壁是槽缝式的。
20.根据权利要求1的装置，其特征在于，上述多个管筒环形地支承在以可绕水平转动轴线转动的支承件的转动轴线为圆心的圆周上。
21.根据权利要求1的装置，其特征在于，上述的干表面处理装置是一种沉积装置。
22.根据权利要求1的装置，其特征在于，上述的干表面处理装置是一种喷砂处理装置。
23.采用根据权利要求1的上述干表面处理装置处理工件的干表面处理方法。
24.根据权利要求23的干表面处理方法，其特征在于，上述的工件是板片状或弧形的稀土金属基永久磁铁。
25.根据权利要求23的干表面处理方法，其特征在于，上述的工件在经受表面处理的同时在作为支点的上述防滑件处翻转表面。
26.已采用根据权利要求23的上述干表面处理方法进行过表面处理的稀土金属基永久磁铁。
全文摘要
一种干表面处理装置,包括位于处理室内的表面处理材料供料器和有多孔外壁的、用于装入工件的管筒,在该水平设置的管筒绕水平转动轴线转动的同时对工件的表面进行处理,其中上述管筒具有阻止装入的工件由于管筒的转动而沿管筒内壁滑动的防滑件。按照本发明的干表面处理装置可对工件相对的两个表面形成均匀的沉积膜或进行均匀的表面处理。
文档编号B24C3/00GK1333386SQ0112248
公开日2002年1月30日 申请日期2001年7月13日 优先权日2000年7月13日
发明者西内武司, 嶋本育夫, 三角信弘, 栃下佳已 申请人:住友特殊金属株式会社