[发明专利]一种提高激光氮化效果的电磁搅拌熔池装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高激光氮化效果的装置，特别是指一种提高激光氮化效果的电磁搅拌熔池装置。

背景技术

激光氮化是指利用高能激光在高纯氮气中对金属表面进行融化，使其表面形成一层氮化层，激光氮化过程升温很快，高能激光束流的热量输入导致熔化金属层与基材之间产生很大的温度梯度，随着激光束流离开熔化金属后，熔池发生快速冷凝，冷凝时温度梯度导致激光熔凝层内产生拉应力，当拉应力大于该温度下材料强度极限时，熔凝层金属即出现裂纹。高能激光经过后，基材表面温度迅速降低，导致气泡无法完全溢出。

传统的激光氮化过程中，一般直接使用高能激光在高纯氮气环境下进行氮化处理，导致氮化层有气泡等缺陷，往往不能满足工业需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种激光氮化电磁搅拌熔池装置，该装置通过将励磁线圈固定在圆柱筒壁内侧，呈螺旋状，通过支架将铁芯固定在圆柱筒壁中央，电磁装置与密闭玻璃室上端下表面通过螺纹连接。励磁线圈通过电线连接到变频电源，产生电磁力。

为了解决上述问题，本发明提供的技术方案是：一种提高激光氮化效果的电磁搅拌熔池装置，该装置包括进气口、出气口、气体单向阀、密闭玻璃室、平面加工工作台、柱状电磁搅拌装置、变频电源。上述的柱状电磁搅拌装置包括铁芯、励磁线圈、一端密闭的圆柱筒、筒内固定铁芯支架。将励磁线圈固定在圆柱筒内侧，呈螺旋状，通过支架将铁芯固定在圆柱筒壁中央。将密闭玻璃室上表面开四个3mm左右均匀分布的孔洞，在圆柱筒密闭的一端也开四个3mm左右均匀分布的孔洞，与密闭玻璃室孔洞一一对应，通过螺母和螺栓将其紧密连接。

上述的励磁线圈通过电线连接到变频电源。

上述的进气口、出气口位于密闭玻璃室的两侧，玻璃室两侧有10mm的孔洞，通过管道连接。

上述的单向阀包括，第一气体单向阀和第二气体单向阀，分别安装在进气口以及出气口管道上。

上述的该柱状电磁搅拌装置通过变频电源给励磁线圈通电产生工作磁场，磁场和电流相互作用，产生电磁力带动铁芯转动。在密闭玻璃室内通过通入高纯氮气，将空气排出，形成一个氮气室，基材平放在平面加工工作台面上，当高能激光透过玻璃照射到基材表面时，基材表面迅速融化，熔池受到电磁力方向的影响，产生与电磁力方向相同的力，形成搅拌，最后再其表面形成一层氮化层。

上述的高能激光为脉冲激光或者连续波激光。

上述的柱状电磁搅拌装置可以为2个或者3个。

采用了上述方案后，本发明的有益效果是：

a.由于电磁力的存在，熔池受到电磁力的影响，产生搅拌，使的氮化过程中气泡能够快速流出，减少组织缺陷。

b.能够有效的控制结晶增长速度，使得结晶往指定的方向伸展，增加耐磨性等性能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是电磁搅拌熔池装置工作原理图；

图2是电磁装置与密闭玻璃室上表面连接图；

图3是电磁装置与密闭玻璃室上表面连接俯视图；

附图中：11.第二气体单向阀；12.第一气体单向阀；13.平面加工工作台；14.加工件；15.密闭玻璃室；16.变频电源；17.高能激光；18.柱状电磁搅拌装置；19.电线；111.进气口；112进气口管道；113.出气口管道；114.出气口；21.密闭玻璃室上表面；22.螺母和螺栓连接；23一段密闭圆柱形筒壁；24.励磁线圈；31.固定铁芯支架；32.铁芯。

具体实方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。