[发明专利]等离子体渗碳处理金属工件的装置及其方法

说明书

本发明涉及等离子体渗碳处理金属工件的装置及其方法，尤其是这样一种等离子体渗碳处理金属工件的装置及其方法，它在用作热处理工艺的等离子体渗碳处理过程中，采用一种经改进的淬火技术，以便使金属表面硬化。

在1995年1月24日授予Albrecht Melber等的美国专利No.5,383,980公开了一种在脉冲等离子体流中使工件硬化的工艺。一般地，诸如渗碳，通过扩散高温等离子体使金属工件表面硬化的热处理技术中，都有必要采用淬火工艺。淬火工艺主要用来淬硬金属工件表面，同时完成在AC₃温度以上的预定温度的热处理工艺。相应地，迄今，已提出许多种便于完成以及便于控制工艺参数的淬火技术。

在1984年7月31日授予Herbert W.Westeren的美国专利No.4,462,577公开了一种在连续热处理渗碳炉中高压下气体冷却工件的装置。在Herbert W.Westeren的装置中，渗碳炉包括加热室和冷却室。

图1是现有的等离子体渗碳装置的示意图，表示该装置的大体构成。

参照图1，等离子体渗碳处理装置10包括加热室11和冷却室12。从气体供应装置13延伸出的集气管14与加热室11相连通。此外，辅助的加热器15和碳化装置16安装在加热室11内。同时，一碳化装置16a、气体冷却风扇17、油加热器18和油循环器19安装在冷却室12内。

如图1所示的等离子体渗碳装置10广泛用于全世界范围内的等离子体渗碳处理金属工件。然而，在上述的等离子体渗碳装置中，因为在对金属工件热处理期间，冷却室12必须保持在渗碳气氛下，所以它的内部结构很复杂。这意味着加热室必须保持在渗碳气氛下。此外，适合渗碳状态的冷却油也必须使用。冷却油的制造成本很高。相应地，等离子体渗碳装置的制造成本也高。

同时，在上述等离子体渗碳装置中有许多非必要的装置。因此，等离子体渗碳装置的制造成本也由于非必要装置而增加。而且，由于装置相互之间的干扰、噪音和电磁波，使得保养和维修等离子体渗碳装置很困难。因此，非熟练技术人员的普通工人不能很容易地完成涉及该等离子体渗碳装置的保养和维修工作。

此外，等离子体渗碳装置的保养费用很高。而且，对安装这种等离子体渗碳装置的地方有限制。而且，加热室，亦即渗碳室，可能在金属工件冷却期间被污染。与使用这种等离子体渗碳装置有关的公用装置的利用率高。最后，将金属工件从加热室运到冷却室所耗费的时间很长。相应地，热处理质量降低。

本发明设法解决上述问题。本发明的目的是提供一种制造成本较低的等离子体渗碳处理金属工件的装置和方法。

本发明的目的还在于提供一种便于操作和维修的等离子体渗碳处理金属工件的装置和方法。

本发明的另一目的在于提供一种等离子体渗碳处理金属工件的装置和方法，它们能提高渗碳的金属工件的产率和热处理的质量。

为达到上述目的，依据本发明第一目的，本发明提供一种等离子体渗碳处理金属工件的装置，它包含：

通过产生等离子体对金属工件进行渗碳处理的渗碳室；

对用等离子体渗碳处理的金属工件进行淬火的冷却室；

用于将金属工件从所述渗碳室输送到所述冷却室的输送装置，其中，金属工件在常温下从所述渗碳室退出来。

所述渗碳室包括用来装金属工件的装料台以及开关所述渗碳室的盖，所述装料台与所述盖整体成形。

为达到上述目的，依据本发明的第二目的，本发明提供一种等离子体渗碳处理金属工件的方法，它包含下列步骤：

通过在渗碳室内产生等离子体，对金属工件进行渗碳处理(S1)；

把第一步骤(S1)中的金属工件在常温下从所述渗碳室中退出来(S2)；以及

在冷却室中将第二步骤(S2)中的金属工件进行淬火(S3)。

通过下面结合附图，详细描述本发明的优先实施例，本发明的上述目的和其它特征优点将更加清楚，附图中：

图1是现有技术中的等离子体渗碳装置的示意图，表示等离子体渗碳装置的大体构造；

图2是依据本发明优先实施例的等离子体渗碳装置的示意图，表示等离子体渗碳装置的构造；以及

图3是表示本发明优先实施例中温度随着金属工件的输送时间变化的曲线图。

下面结合附图，描述本发明的优选实施例。

图2是依据本发明一个优选实施例的等离子体渗碳装置的示意图，表示等离子体渗碳装置的构造。