專利名稱：一種真空離子滲碳裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種滲碳裝置，特別涉及一種真空離子滲碳裝置。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外采用的先進(jìn)滲碳裝置主要有氣體滲碳裝置和真空滲碳裝置。真空滲 碳克服了氣體滲碳的某些缺點(diǎn)，真空離子滲碳是甚前優(yōu)于氣體滲碳和真空滲碳的一種滲碳 技術(shù)。它是在真空爐內(nèi)利用電阻熱源的作用，先把工件加熱到滲碳溫度后，再向爐內(nèi)通入滲 碳?xì)怏w，并在工件(陰極)和陽極之間施加直流電壓，使氣體電離，產(chǎn)生輝光放電實(shí)現(xiàn)滲碳 的。在普通離子氯化設(shè)備中，即使耗費(fèi)大功率.單靠離子轟擊加熱，欲使工件達(dá)到滲 碳溫度是不可能的，即必須依靠有外加熱源的真空爐才能實(shí)現(xiàn)。目前的滲碳設(shè)備具有以下缺點(diǎn)滲碳速度慢、滲層不容易控制、滲碳均勻性不好、 產(chǎn)生脫碳層、爐膛利用率不高、熱處理變形大、被處理表面粗糙暗淡、滲碳效率不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種滲碳速度快、滲層容易控制、滲碳均勻性好、 不產(chǎn)生脫碳層、爐膛利用率高、熱處理變形小、被處理表面潔凈光亮、滲碳效率高的真空離 子滲碳裝置。為解決上述技術(shù)問題，所述的真空離子滲碳裝置，其特征在于主要包括以下六個(gè) 部分加熱室加熱室由高溫加熱器、保溫層、等離子體發(fā)生裝置，料架托盤，測量熱電偶 組成，其有效加工區(qū)域Φ800 X 900mm，裝爐總?cè)萘?00kg，設(shè)計(jì)的最高加熱功率100kW，等離 子體電源功率50Kw，最高加熱溫度1050°C ；過渡室過度室主要包括中間門、爐門、冷攪拌器、氣流倒向裝置；油淬室油淬室主要包括油攪拌器、油加熱器、淬火油和往返于過度到和油淬室的 進(jìn)料車；液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)；高溫加熱器；真空系統(tǒng)該設(shè)備極限真空度為6. 7Pa，為縮短達(dá)到極限真空的時(shí)間，采用2X-30 機(jī)械旋片泵和ZJB-300羅茨泵組成真空機(jī)組。所述液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的全部控制過程包括中間門的開啟和關(guān)閉；料車的上升和 下降以及在氣淬、液淬位置的停止動(dòng)作；風(fēng)攪拌器的啟動(dòng)和關(guān)閉；油攪拌器的啟動(dòng)和關(guān)閉； 工件在加熱室的放置和退出，這些控制過程均由液壓站來完成。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有如下特點(diǎn)1、加熱室、過渡室、油淬室為臥式結(jié)構(gòu)(也可立式)；2、石墨碳棒加熱，加熱速度快，溫度均勻，使用壽命長；
3、脈沖偏壓源，提供高穩(wěn)定的強(qiáng)滲電源；4、可實(shí)現(xiàn)氣淬；油淬；真空退火；真空回火等多種工藝過程。


圖1為本發(fā)明真空離子滲碳裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.加熱室，2.過渡室，3.油淬室，4.液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，5.高溫加熱器， 6.真空系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明如圖1所示的真空離子滲碳裝置，主要包括以下六個(gè)部分加熱室加熱室由高溫加熱器、保溫層、等離子體發(fā)生裝置，料架托盤，測量熱電偶 組成，其有效加工區(qū)域Φ800 X 900mm，裝爐總?cè)萘?00kg，設(shè)計(jì)的最高加熱功率100kW，等離 子體電源功率50Kw，最高加熱溫度1050°C ；過渡室過度室主要包括中間門、爐門、冷攪拌器、氣流倒向裝置；油淬室油淬室主要包括油攪拌器、油加熱器、淬火油和往返于過度到和油淬室的 進(jìn)料車；液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)；高溫加熱器；真空系統(tǒng)該設(shè)備極限真空度為6. 7Pa，為縮短達(dá)到極限真空的時(shí)間，采用2X-30 機(jī)械旋片泵和ZJB-300羅茨泵組成真空機(jī)組。所述液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的全部控制過程包括中間門的開啟和關(guān)閉；料車的上升和 下降以及在氣淬、液淬位置的停止動(dòng)作；風(fēng)攪拌器的啟動(dòng)和關(guān)閉；油攪拌器的啟動(dòng)和關(guān)閉； 工件在加熱室的放置和退出，這些控制過程均由液壓站來完成。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有如下特點(diǎn)1、加熱室、過渡室、油淬室為臥式結(jié)構(gòu)(也可立式)；2、石墨碳棒加熱，加熱速度快，溫度均勻，使用壽命長；3、脈沖偏壓源，提供高穩(wěn)定的強(qiáng)滲電源；4、可實(shí)現(xiàn)氣淬；油淬；真空退火；真空回火等多種工藝過程。由于它是在真空中加熱，并有高能離子的轟擊，致使被處理件表面潔凈與活化，再 加上滲碳?xì)怏w由于熱分解與電離的雙重作用，并在直流脈沖電場的作用下，使得工件表面 附近的空間在短時(shí)間內(nèi)就形成高的碳離子濃度區(qū)，從而加速了碳向工件的滲入與擴(kuò)散，大 大縮短滲碳時(shí)間。例如880°C，Ih的離子滲碳就可獲得0. 6mm深的硬化層，同常規(guī)氣體滲碳 相比，可以縮短約50%的時(shí)間。由于工作氣氛氣壓，放電電流密度、滲碳?xì)怏w的流量及導(dǎo)入時(shí)間以及點(diǎn)燃輝光等 都可以按需要預(yù)先設(shè)定并調(diào)節(jié)，因而能準(zhǔn)確控制滲層。例如，通過調(diào)節(jié)放電電流密度值，就 可以很容易控制表面碳濃度及硬化層深度。工件的狹縫、小孔等部位，用等離子滲碳就可獲得均勻滲碳層。例如對ΦΙΧΙΟπιπι 的小孔也可得到均勻的滲碳層。還有，質(zhì)量與表面不同的工件，易可同爐處理。同一爐內(nèi)滲碳結(jié)果的波動(dòng)非常小。由于離子滲碳是在無氧的真空條件下進(jìn)行的，故不產(chǎn)生脫碳層；也不出現(xiàn)黑色組 織。因此工件的耐磨性及疲勞強(qiáng)度就較常規(guī)滲碳的高。真空離子滲碳時(shí)，工件之間可以5mm的間隙緊密排放?？梢娝c常規(guī)氣體滲碳具 有大致相同的高的爐膛利用率。由于真空離子滲碳是在真空下主要靠電阻輻射加熱的，所以加熱均勻。加上在滲 碳過程中輝光均勻地包復(fù)著整個(gè)工件表面，因而熱應(yīng)力小，變形小，與真空熱處理具有同樣 小的變形量。另外，由于離子滲碳滲速高，要取得同樣硬化層就可以在較低的溫度下處理， 其變形量會(huì)進(jìn)一步減少。因?yàn)樗窃谡婵罩屑訜幔由想x子的轟擊清洗作用，使工件表面的氧化物得以除 去，而在處理過程中又不會(huì)出現(xiàn)表面氧化脫碳層，因此工件滲碳淬火后可以得到潔凈的表 面。工件熱處理后的機(jī)加工量也可大大減少。所謂滲碳效率η，可用下式表證
權(quán)利要求
1.一種真空離子滲碳裝置，其特征在于主要包括以下六個(gè)部分加熱室(1)加熱室(1)由高溫加熱器、保溫層、等離子體發(fā)生裝置，料架托盤，測量熱 電偶組成，其有效加工區(qū)域φ800 X 900mm，裝爐總?cè)萘?00kg，設(shè)計(jì)的最高加熱功率IOOkW, 等離子體電源功率50Kw，最高加熱溫度1050°C ；過渡室O)過度室( 主要包括中間門、爐門、冷攪拌器、氣流倒向裝置； 油淬室(3):油淬室C3)主要包括油攪拌器、油加熱器、淬火油和往返于過度到和油淬 室的進(jìn)料車；液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)； 高溫加熱器(5)；真空系統(tǒng)(6)該設(shè)備極限真空度為6.7Pa，為縮短達(dá)到極限真空的時(shí)間，采用2X-30機(jī) 械旋片泵和ZJB-300羅茨泵組成真空機(jī)組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空離子滲碳裝置，其特征在于所述液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的 全部控制過程包括中間門的開啟和關(guān)閉；料車的上升和下降以及在氣淬、液淬位置的停止 動(dòng)作；風(fēng)攪拌器的啟動(dòng)和關(guān)閉；油攪拌器的啟動(dòng)和關(guān)閉；工件在加熱室的放置和退出，這些 控制過程均由液壓站來完成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種滲碳裝置，特別涉及一種真空離子滲碳裝置，其特征在于主要包括以下六個(gè)部分加熱室、過渡室、油淬室、液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、高溫加熱器、真空系統(tǒng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有如下特點(diǎn)加熱室、過渡室、油淬室為臥式結(jié)構(gòu)；石墨碳棒加熱，加熱速度快，溫度均勻，使用壽命長；脈沖偏壓源，提供高穩(wěn)定的強(qiáng)滲電源；可實(shí)現(xiàn)氣淬；油淬；真空退火；真空回火等多種工藝過程。由于離子滲碳時(shí)的工作壓力只是大氣壓的幾百分之一，而且是在需要滲碳時(shí)才導(dǎo)入滲碳?xì)怏w，故氣體的消耗量非常少。又由于處理周期的縮短，故可節(jié)電。由于排放的氣體基本上是氫氣，所以是無公害的。而且，其量很微小，故安全也有保障。
文檔編號C23C8/36GK102086500SQ20091020010
公開日2011年6月8日 申請日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月8日
發(fā)明者劉朵朵, 汪文芹 申請人:上海漢鑫硬質(zhì)合金有限公司