[实用新型]一种等离子渗金属装置

说明书

本实用新型属于碳钢件表面热处理设备，是一种等离子渗金属装置。

目前在普通碳钢制件表面靠渗金属的方法，使碳钢制件表面与渗金属离子(如镍、铬、钨、钼、铝等)形成表面合金化层，从而使普通碳钢制件表层具有某种优质合金钢的物理、化学性能，以节约大量的贵重合金。传统的渗金属方法是固体、气体和液体渗金属，近年来在等离子热处理炉中采用等离子轰击法对碳钢制件表面进行渗金属大致有气相离子轰击，双层辉光离子和离子轰击膏剂渗金属等工艺方法和相应设备，但由于气相离子轰击渗金属是利用高纯度的氢气为载体，在等离子热处理炉中进行离子渗金属所需要的气体混合装置较为复杂，也限制了该方法在工业生产中的应用。另外双层辉光离子渗金属也存在着所需设备投资较高，对于形状复杂的工件其渗层不够均匀，和需要增设相应的源极，工艺成本较高等不足。

本实用新型的目的在于提供一种利用无附加热源的离子渗氮炉进行等离子渗金属的装置，该装置的炉体内具有两个相互同轴套装的金属电极筒，各待渗的碳钢制件位于阴极盘上，各制件待渗表面涂覆一层一定厚度的渗金属膏剂，在阴极盘上还设置与待渗的碳钢制件形状相似、等高的筒状辅助阴极，至少一个筒状辅助阴极与待渗的碳钢制件同轴套置，筒状辅助阴极内壁与待渗的碳钢制件上的渗金属膏层外壁面相隔一定距离的间隙，其余构件与无附加热源的离子渗氮炉相同。本实用新型主要利用辅助阴极和阴极位降区使电子在辅助阴极间产生振荡，增加电子和炉体内可电离气体分子的碰撞几率，使电离引发的辉光特别强烈。这种筒状阴极放电，大幅度提高了位于阴极盘上待渗的碳钢制件的温度，较好地满足了离子渗金属的需要。以克服现有技术所存在的不足。

本实用新型的整体结构是：

一种等离子渗金属装置由炉体和置于炉体内的各金属电极，待渗的碳钢制件，渗金属的各构件组装而成，炉体内充有可电离气体，其特征在于炉体(1)中的筒状阳极(2)内与阴极盘(3)同轴装配，并间隔一定距离H，两电极分别与炉体外的直流电源连接，在有效直径的阴极盘面上放置一定数量的待渗的碳钢制件(4)，一定厚度的渗金属膏层(5)涂覆于待渗的碳钢制件的各待渗表面上，膏层内含有适量的欲渗入金属元素，阴极盘上还设置与待渗的碳钢制件等高的一定半径的辅助阴极金属套(6)，金属套与待渗的碳钢制件及其上的渗金属膏层形状相似，至少一个待渗的碳钢制件及其上的渗金属膏层位于一个辅助阴极套筒内或两个同轴套装的辅助阴极之间的阴极盘面上，渗金属膏层外周壁与它们所相对的一个或两个辅助阴极套的壁面均匀相隔一定的间隙(7)，筒状阳极与阴极盘同轴套装，在渗金属装置炉体底部开设排气管口(8)和充气管口(9)，炉体顶部呈园弧状，炉体与阴极盘绝缘，炉体内充入有效量的可电离气体。

该渗金属装置的结构特征还有：

阴极盘直径为200-250mm，阴极盘与套筒状阳极的间距H为50-100mm，阳极筒直径为250-350mm，阳极筒高250-350mm，辅助阴极直径为50-150mm，各待渗的碳钢制件上的渗金属膏层外周壁距所相对的辅助阴极各壁面的间隙h为5-10mm，所涂覆的含铬元素渗膏层厚度为3-5mm。

阴极盘上若设置两个等高同轴套装的辅助阴极套筒(10)、(11)，阳极筒直径为250-350mm，内辅助阴极(11)直径为φ80-100mm，外辅助阴极(10)的直径为180-220mm，其高度均与各待渗的碳钢制件等高，各待渗的碳钢制件位于两个辅助阴极间隔中部阴极盘面上的同一园周曲线上。

所充入的可电离气体是纯度为99％的氩气，炉体内压力为80-100Pa，炉体容积为0.06-0.09m³。

本实用新型的附图有：

图1是等离子渗金属炉的结构简图。

图2是两个辅助阴极及阳极等各构件布置的俯视图。

附图给出了本实用新型的实施例，结合附图进一步说明如下：