[实用新型]一种射频等离子体氧化氮化设备

说明书

本实用新型公开了一种射频等离子体氧化氮化设备，包括射频离子源、真空腔体、气路系统、水路系统和电控系统，所述射频离子源固定在真空腔体一端，射频离子源上设置进气口、进水口和出水口，射频离子源上设置射频线圈和磁场线圈。本设备通过以腔体为中心将各个分系统的组合连接以及腔体的设计，便于参数的控制，便于放置待处理零部件，能够用于若干个零部件的同时处理，便于操作。通过射频电感耦合所产生的高密度低能量的射频等离子体，能够在低温低压环境下稳定维持其放电状态，产生的等离子体全方位地渗透入待处理零部件上以实现均匀的氧化或氮化。

技术领域

本实用新型涉及一种表面改性设备，特别涉及一种射频等离子体氧化氮化设备。

背景技术

在医疗器械、加工工具或者机械零部件的制造过程中，对其进行适当的氧化或氮化将能够大大提高产品的服役性能和使用寿命。

现有的渗氧、渗氮工艺和设备普遍存在以下几个问题：一、热处理工艺下的渗氧\渗氮设备，如真空渗氧\渗氮炉等设备需要在高温下进行，其耗费能量大，危险系数高；二、使用高浓度氧化剂的传统化学氧化设备，其常用的氧化剂为重铬酸钠，该化学物质具有较强的毒性，且化学废料较难处理，极易造成环境污染；三、传统的电解式渗氮工艺耗费时间长(通常为几十个小时)，生产效率低，生产成本高。

为此，我们提出一种射频等离子体氧化氮化设备。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种射频等离子体氧化氮化设备，便于将待处理的零部件表面进行氧化或氮化，处理后的零部件表面的氧化或氮化层分布均匀，而且该工艺类型属于低温表面改性方法，耗费能量较少，安全系数高，节能环保，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种射频等离子体氧化氮化设备，包括射频离子源、真空腔体、气路系统、水路系统和电控系统，所述射频离子源固定在真空腔体一端，射频离子源上设置进气口、进水口和出水口，射频离子源上设置射频线圈和磁场线圈，在真空腔体达到一定的真空度时，通入气体，启动射频离子源即可由射频离子源产生大量的射频等离子体，根据所通入的气体种类的不同可以产生氧离子或氮离子来进行氧化或氮化工艺；

所述气路系统包括气体管道、气体气瓶和质量流量控制器，所述射频离子源上的进气口通过气体管道连接至气体气瓶，在气体管道上接有质量流量控制器控制气体流量；

所述水路系统包括水循环系统和导水管，进水口和出水口通过导水管接通水循环系统对射频离子源进行冷却。

所述射频离子源的等离子体在放电腔内由射频线圈以辉光放电形式所激发产生，磁场线圈对其放电质量进行调控，石英管有绝缘保护作用。

优选的，所述水路系统设置在包含射频离子源的真空腔体的一侧；所述电控系统设置在所述水路系统的另一侧，将电控系统、水路系统和射频离子源划分成独立的区域，避免相互干扰。

进一步地，所述真空腔体上接有机械泵和分子泵对其抽真空，以使射频离子源达到所需的工作压力。

进一步地，所述水循环系统包括热交换器。

进一步地，所述真空腔体内装有放置待处理零部件的基片架、以及基片架连接杆和基片架连接底座，基片架上开有置片孔和基片架连接孔，待处理零部件根据其尺寸放置于基片架的置片孔上；基片架连接杆一端穿过基片架连接孔与基片架固定，基片架连接杆另一端固定在基片架连接座上，基片架连接底座固定在真空腔体侧壁上，基片架通过穿过基片架连接杆和基片架连接底座连接和固定在真空腔体上。