[实用新型]大型工业化合成等离子渗硫炉

说明书

本实用新型涉及一种对金属表面渗硫的设备。

目前，国内大型轴承、特别是冶金轴承的工业化表面处理方法需注意以下几点：

(1)轴承材料一般选用GGr15或GGr15SiMn钢，经热处理后，硬度达到HRC61～65，此时应注意表面润滑，以减少硬碰硬，表面润滑与体相硬度必须匹配起作用，这样可以成倍地提高寿命；

(2)组装前的成品件进行表面处理时，应不改变工件的尺寸精度、椭圆度、表面粗糙度、硬度等，而轴承钢本身的回火温度很低，绝大部分的表面处理方法的处理温度均大于或至少等于轴承钢的回火温度。因此，就无法避免轴承内部磨削应力释放而造成的尺寸精度、椭圆度的变化，这对于大型轴承尤为突出，这样就导致轴承因旋转精度受影响而使寿命和可靠性的降低，同时会导致轴承硬度和抗冲击性能下降，甚至无法成为合格产品；

(3)通常选用渗硫的方法可以解决上述问题，但表面参硫过薄，效果不明显，而渗硫层过厚，加上摩擦时表面的局布闪温会造成硫的进一步扩散，造成体相硫含量过高，这对于金属材料是非常有害的，而且渗层过厚，因最表面的硫浓度最高，主要成份为易塑变型的硫化亚铁，在剪切力的作用下极易剥落，虽然具有良好的抗咬合性，但容易因表层的剥落造成轴承游隙的变动，增加跳动的可能性，不利于正常的工作，也不利于轴承寿命的增加，此外，渗层过厚还必然导致渗层与基体结合牢固程度下降。

本实用新型的目的在于提供一种大型工业化合成等离子渗硫炉，实现远低于轴承钢回火温度的低温渗硫，避免了对成品件精度、椭圆度、硬度等方面的影响。

本实用新型的目的是通过如下方式完成的：

该渗硫炉由真空炉(1)、电源(12)、温控器(13)、真空泵(11)和保护气源(10)组成，真空泵(11)和保护气源(10)接通炉体内部，电源阴极与真空炉体相连并接地为零电位，阴极与真空炉内的阴极板相连，阴极板下带有支撑轮(6)与炉体绝缘，阴极板上码放有工件(9)，其中：真空炉(1)为卧式炉，分为两体，真空炉体为夹套式，两炉体各带有抽气口，两炉体结合处带有两层密封圈(18)，两层密封圈之间带有次级真空槽(17)，与槽对应处带有抽气口，炉体上还带观察窗，耐温玻璃(20)通过法兰(21)及螺栓固定在炉体上，玻璃两面共有三层密封圈，两层密封圈之间带有次级真空槽(22)和抽气口，阴极板上带有磁场和电阻丝加热装置。

密封圈材料为硅或氟橡胶。

阴极板所设磁场可以是电磁或永磁，磁场强度为4.0×10⁶～9.0×10⁶特斯拉。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

(1)炉体采用夹层设计、炉门开口及观察均采用双层设计，中间由次级真空过渡，既可以起到保温、减少热损失的作用，又可由次级真空室保证炉内真空度稳定，并保证极限真空度高于一般离子氮化炉的指标。此外，次级真空室还可以反充还原性保护气体；

(2)所设磁场可使离子流切割磁力线，起到催渗、加速扩散和细化渗层组织的作用，易于形成网络渗透、结合牢固、不易脱落，由于减少了电流密度，保证了渗层的光滑；

(3)渗硫处理温度低，不改变被处理零件的精度、表面粗糙度和表面硬度，适合轴承产品的表面处理；

(4)可靠性强、成本低、适合于工业化生产应用。

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型结构原理图，也是一个实施例。

图2是炉体真空室原理图。

图3是炉门法兰结构剖视图。

图4是观察窗结构剖视图。

图5是冷却脱硫装置原理图。

在图1中：(1)真空炉；(2)真空泵；(3)硅橡胶；(4)净化器；(5)固体硫容器；(6)支撑轮；(7)可调节炉体轮；(8)轨道；(9)工件；(10)保护气源；(11)真空泵；(12)电源；(13)温控器；(14)热电偶。

在图2中：(15)抽气口；(16)法兰；

在图3中：(17)次级真空槽；(18)密封图；(19)抽气口；

在图4中：(20)耐温玻璃；(21)法兰；(22)次级真空槽；(23)抽气口；

在图5中：(24)管路；(25)冷箱；(26)冷却液。

在实施例(见图1)中：支撑轮(6)为四个，安装在阴极板下，装卸轴承时3/4炉体拉出，阴极板不动，轨道(8)随炉体移动，向外拉出，使两个支撑轮悬空，同时阴极板与轴承都显露出来，即可从两侧装卸，对轴承内孔渗硫时，应采用脉冲电源，时间为45分钟，固体硫容器(5)置于轴承一侧的阴极板上，由辉光发热使硫粉气化，批量加工时，需定期补充，保护气体可为氨气，用硅橡胶条装于移动炉体接口处，辉光放电电压为850伏，被渗金属为45号钢或滑动轴承轴承钢，渗硫层厚度为5～20μm，加热温度为150℃，炉体内真空度为0.3托。