[发明专利]一种热作模具表面电弧等离子体辅助低压渗氮方法

权利要求书

1.一种热作模具表面电弧等离子体辅助低压渗氮方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）工件为不同前处理状态的H13（4Cr5MoSiV1）经超声波清洗、吹干，置于低压渗氮装置中，依次开启机械泵、分子涡轮泵抽真空至本底真空，加热至300- 600℃，去除真空室内残留物；

2）保持反应炉内温度 300-500℃，反应炉内气压为2.0×10^-2 -4.0×10^-3 Pa，工件转平台接脉冲电源负极，电弧靶引弧，通氩气，反应炉内气压保持 0.2-1.0Pa，对工件表面进行离子刻蚀 30-60min；所述的工件转平台接脉冲电源负极，负偏压均为300-500V，采用双极脉冲，脉冲频率 10-20kHz，占空比 0.8-1.0；

3）向反应炉内连续通入高纯 N₂、高纯 H₂ 和惰性气体 Ar，保持反应炉内温度和气压恒定，工件转平台接脉冲电源负极，电弧靶电流 80-85A保持恒定，进行 60-120min 等离子渗氮；所述的工件转平台接脉冲电源负极，负偏压均为300-500V，采用双极脉冲，脉冲频率 10-20kHz，占空比 0.8-1.0；所述的 N₂ 流量为 25-50mL/min，H₂ 流量为 25-50mL/min，Ar 流量为 80-120 mL/min；所述的温度为 300-500℃，气压为 0.2-1.0Pa；

4）随后开启炉体循环冷却水系统冷却 60-120min，工件在低真空状态下随炉冷却至室温，开启真空炉并取出工件。

2.根据权利要求1所述的一种热作模具表面电弧等离子体辅助低压渗氮方法，其特征在于，步骤2）所述的电弧靶电流为 80-85A。

3.根据权利要求1所述的一种热作模具表面电弧等离子体辅助低压渗氮方法，其特征在于，步骤2）所述的氩气流量为 180-200 mL/min。

4.根据权利要求1所述的一种热作模具表面电弧等离子体辅助低压渗氮方法，其特征在于，步骤2）所述的离子刻蚀是指采用电弧增强辉光放电技术。

5.根据权利要求4所述的一种热作模具表面电弧等离子体辅助低压渗氮方法，其特征在于，电弧增强辉光放电技术，是通过弧光放电产生高密度电子，电子与通入氩气碰撞，电离出 Ar⁺，对工件表面进行刻蚀；电弧靶采用 Ti。