[实用新型]一种低合金钢表面氮化氧化复合处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种表面氮化氧化复合处理技术，特别是一种低合金钢表面氮化氧化复合处理装置。

背景技术

低合金钢广泛用于制造汽车、拖拉机、船舶、汽轮机、重型机床的各种机械零件，为满足其服役条件和延长使用寿命，需对表面进行热处理，提高其表面强度，耐磨性，耐蚀性和抗疲劳强度等。离子氮化作为热处理之一被广泛应用。经离子渗氮后的零件，表面硬度高，耐磨性好，且耐腐蚀性和疲劳强度都有较大的提高。但在离子氮化过程中化合物层的存在疏松问题，在零件表面形成一些大小不等、形状不一的孔洞，对耐磨性和耐蚀性有一定影响。

为了克服以上问题，氮化氧化复合处理作为一种能同时满足耐磨、耐蚀性能要求的工艺，已被广泛研究与应用。这些氮化氧化复合处理技术相同点都是以工件作为阴极，这就存在两大方面弊端：

1、在离子氮化过程中，离子轰击工件表面，存在着温度不均匀、表面打弧和边缘效应等问题；

2、氮化后在表面进行离子氧化效果欠佳，需要较长的氧化时间。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的是提出一种低合金钢表面氮化氧化复合处理装置，以增强氮化氧化效果、避免产生打弧和边缘效应、缩短离子氧化的时间。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种低合金钢表面氮化氧化复合处理装置包括真空炉、进气系统、抽真空系统、供电系统、测温系统，所述的真空炉为离子扩渗设备，由真空炉体和炉门组成；所述的进气系统包括氨气瓶、氧气瓶、氩气瓶、流量控制器和进气口，进气口安装在真空炉侧；所述的供电系统采用脉充直流高压电源或直流溅射高压电源；所述的测温系统为常用S型热电偶，安装在距载物台2～4cm的位置；所述的抽真空系统包括真空泵及其管路，所述的真空泵通过管路与真空炉的底座相连；所述的真空炉内安装有空心阴极辅助装置和工件平台，所述的空心阴极辅助装置由两个直径不同且带有孔洞的小圆筒和大圆筒组成，所述的小圆筒和大圆筒构成同轴双层圆筒，位于绝缘环上，并通过绝缘环隔离，所述的小圆筒和大圆筒分别与电源的阴极连接，所述的小圆筒放置有绝缘陶瓷片；所述的工件平台包括支座和载物台，所述的支座位于真空炉底座上；所述的载物台由不锈钢板制成，位于支座上，用于放置工件，所述的载物台和真空炉的炉壁分别与电源的阳极连接。

本实用新型所述的支座由导电材料或绝缘材料制成。

本实用新型所述的小圆筒和大圆筒由低碳钢制成，小圆筒的直径为350～400mm，大圆筒的直径为364～418mm，小圆筒上平均分布直径为11～12mm的孔洞，孔洞间距为12～15mm；保持大圆筒与小圆筒的间距为7～9mm；所述的绝缘陶瓷片厚度为7～10mm，其直径略大于小圆筒的直径。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、由于本实用新型通过离子氧化后处理，在氮化层表面再生成氧化膜，将氮化后产生疏松缺陷克服，提高了表面耐蚀性和耐磨性。

2、由于本实用新型将工件作为阳极，避免了传统工艺中将工件作为阴极所引起的表面打弧等缺点，氧化膜层的完整保护性好。

3、由于本实用新型将等离子体渗扩与真空气体渗扩的优点相结合，将铝试样基体与真空炉炉壁相连接，即把工件作为阳极进行表面改性处理。通过空心阴极装置的放置，用空心阴极放电提高放电强度和离化率，从而产生高浓度、高活性的渗扩物质，在表面形成耐蚀性好，硬度高，同时摩擦磨损性能良好的改性层。

4、由于本实用新型利用双层圆筒来实现空心阴极放电，提高了氮化氧化加工效率。

5、由于本实用新型的工件作为阳极与O～离子反应更加迅速，氧化膜层的致密性，氧化膜的组织结构致密，与单独离子渗氮处理相比，更加有效地阻碍腐蚀环境对金属的腐蚀，

6、由于本实用新型通过空心阴极辅助装置即双层圆筒的放置，在氧气气氛下产生空心阴极放电，提高了活性氧物质；同时，试样通过双层圆筒的辐射进行加热，表面受热均匀，从而缩短了氧化时间。

7、本实用新型在小圆筒上放置绝缘陶瓷片，可提高工件周围即大圆筒内的活性氧物质浓度，以防止活性氧物质的散逸。

附图说明

本实用新型仅有附图1张，其中：

图1是低合金钢表面氮化氧化复合处理装置的结构示意图。

图中：1、炉门，2、进气口，3、氨气瓶，4、氧气瓶，5、氩气瓶，6、电源，7、小圆筒，8大圆筒，9、工件，10、载物台，11、支座，12、绝缘体，13、S型热电偶，14、真空泵，15、绝缘陶瓷片。

具体实施方式