[发明专利]一种适用于钟表圈口强化的离子渗镀夹具装置及方法

说明书

本发明公开了一种适用于钟表圈口强化的离子渗镀夹具装置及方法，其中，适用于钟表圈口强化的离子渗镀夹具装置，包括底板，底板用于放置工件；遮挡板，遮挡板位于底板的上方，以对工件的渗镀面进行遮挡，遮挡板与工件的渗镀面之间的间距定义为遮挡间距H，遮挡间距H大于零，以确保工件的渗镀面的上方具有可产生辉光放电的放电空间；以及调整杆，遮挡板通过连接组件与调整杆的上端连接，遮挡板通过连接组件可沿调整杆上下调节，以调节遮挡板与底板之间的距离，从而调整遮挡间距H。本发明采用加以遮挡的方式对工件进行离子渗镀处理，可提升渗层的均匀性，在改善钟表圈口渗镀后耐腐蚀性能的同时，提高圈口整体的表面硬度与耐摩擦性能。

技术领域

本发明涉及金属表面热处理离子渗镀领域，特别涉及一种适用于钟表圈口强化的离子渗镀夹具装置，还涉及一种适用于钟表圈口强化的离子渗镀方法。

背景技术

奥氏体不锈钢具有易加工、良好的光泽度和耐腐蚀性能的特点，常应用于钟表零件上，包括不锈钢圈口、表带、把头等；但奥氏体不锈钢硬度普遍较低，为206HV_0.025左右，在日常使用中容易出现不耐磨，发生磨损、断裂的现象。

为提高不锈钢的表面硬度及耐磨性，离子渗氮为常用的表面改性方法，在离子渗氮中加入碳原子采取碳氮共渗的技术可获得更高的渗层硬度。离子渗镀过程中在气体轰击时加入适当氩气可促进氮原子的扩散，加快渗镀速度。

然边缘效应一直是离子渗镀的一大问题，渗镀过程中，由于工件边角处与中心处电势不同，导致二者渗镀面上方离子密度有所不同，边角处鞘层厚度小于中心处进而产生边缘效应，出现工件边角有渗层、中心无渗层的现象。

在腐蚀环境下，由于渗镀不均匀导致渗层与基体之间形成微电池，降低了工件的耐腐蚀性能。同时由于渗层不均匀所导致的表面硬度分布不均，使得工件边角有渗层处与中心基体处受力不同，中心处受力大于边角处、磨损更为明显，不能满足生产要求。因此，现有技术有待改进。

发明内容

本发明旨在改善离子渗镀过程中渗层的均匀性，使用离子碳氮共渗处理，提供一种适用于钟表圈口强化的离子渗镀夹具装置，采用加以遮挡的方式对工件进行离子渗镀处理，可提升渗层的均匀性，在改善钟表圈口渗镀后耐腐蚀性能的同时，提高圈口整体的表面硬度与耐摩擦性能。

本发明实施例还提供一种适用于钟表圈口强化的离子渗镀方法。

根据本发明第一方面的实施例，提供一种适用于钟表圈口强化的离子渗镀夹具装置，包括底板，所述底板用于放置工件；遮挡板，所述遮挡板位于所述底板的上方，以对工件的渗镀面进行遮挡，从而改变工件的渗镀面表面的离子运动方向，所述遮挡板与工件的渗镀面之间的间距定义为遮挡间距H，所述遮挡间距H大于零，以确保工件的渗镀面的上方具有可产生辉光放电的放电空间；以及调整杆，所述调整杆的下端与所述底板固定，所述遮挡板通过连接组件与所述调整杆的上端连接，所述遮挡板通过所述连接组件可沿所述调整杆上下调节，以调节所述遮挡板与所述底板之间的距离，从而调整所述遮挡间距H。

上述适用于钟表圈口强化的离子渗镀夹具装置，至少有以下有益效果：离子渗镀过程中采取遮挡板对工件的渗镀面起到遮挡作用，改变了工件渗镀面上方的离子运动方向，对溅射出的离子能量起到了反射作用，增大了离子碰撞频率和原子离化速度，短时内降低了工件渗镀面的平均离子密度和离子能量；同时遮挡板对工件起到了一定的静电屏蔽作用，使渗镀炉内被电离产生的电子和离子在运动至工件表面前优先聚集在遮挡板下表面，部分离子和电子被遮挡板所吸收，工件渗镀面上方的离子密度降低。由于工件边角处与中心处的鞘层厚度与离子密度不同导致离子渗镀中出现的渗层不均匀现象，通过遮挡板对工件上方进行遮挡，使工件渗镀面表面的平均离子密度发生改变，离子分布和电场更为均匀、鞘层厚度增大，进而扩大了边缘效应作用范围、提升了渗层的均匀性。本发明结构简单，并且遮挡板可沿调整杆上下调节，可调整遮挡间距H，适用多种尺寸的工件。