CN201686739U - 一种离子氮化炉 - Google Patents
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Abstract
一种离子氮化炉，包括炉体和炉底盘，炉底盘与炉体密封连接，在炉底盘上设有载物台，待加工的钢制工件放置于载物台上，载物台分别与控温器和电源的阴极相连，电源的阳极连接到炉体上；在炉底盘上还连接有氨气输送管和真空泵；在炉体上连接有导管，通过导管将钢制工件氮化需要的稀土有机溶剂输入炉体内。本实用新型通过特定装置添加稀土有机溶剂，提高了渗入元素N+的活力，可以有效的增加氮离子注入和扩散的速度，使生成的有效硬化层厚度加深；同时还提高了工件的表面硬度，改善了表层耐磨性，提高了氮化层的显微硬度以及工件表面的耐腐蚀性和抗氧化性等，具有较高的经济效益和广泛的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及热处理设备，具体为一种用于对金属件表面进行渗氮处理的离子氮化炉，属于机械制造加工技术领域。
背景技术
如今表面冶金技术已广泛应用于机械加工等领域，它是将非金属元素通过等离子扩散的方法渗入钢铁材料表面，形成表面含有多种合金氮化物的氮化层(又叫硬化层)。
离子氮化炉是一种重要的表面冶金热处理设备。目前常用的离子氮化炉，是采用辉光离子氮化技术对工件进行离子氮化处理，其结构是由炉体、氮化供电系统、供气和抽气系统、加热升温系统组成。在进行氮化处理时，通过抽气系统抽气使炉内形成真空环境，再充入少量氨气，通以500V左右的高压直流电压后，炉内稀薄气体发生电离，在炉内的钢制工件表面，产生负离子辉光放电，随后在钢制工件表面形成铁和氮的化合物，如FeN、Fe2N及Fe3N等，从而使工件表面得到强化。经过离子氮化的工件表面硬度可达HRC58或HV0.2(850-900)左右，表面耐磨、抗腐蚀性都有较大提高。
但是，目前的离子氮化炉制得的氮化层仍然存在一些缺陷：氮化层厚度很薄，通常小于0.5mm，强化效果不够；而且渗氮层的脆性较大易破损。如专利号为ZL200410075459公开的“节能离子氮化炉”，其特征是在炉体内设置双层不锈钢密封绝热保温层，在炉底盘上设有炉底隔热屏，以此达到更好的保温效果，降低能耗。但是这种结构的氮化炉仍然不能解决氮化层厚度较薄的问题，虽然保温效果得到提升，但N+的活力以及扩散速度没有较大改善，经氮化处理后的工件仍然不能满足需求。
实用新型内容
针对现有氮化处理技术中的上述不足，本实用新型的目的在于提供一种能够提高渗入离子活力，加深扩散层厚度，提高工件表面硬度的离子氮化炉。
本实用新型的装置方案：一种离子氮化炉，包括炉体和炉底盘，炉底盘与炉体密封连接，在炉底盘上设有载物台，待加工的钢制工件放置于载物台上，载物台分别与控温器和电源的阴极相连，电源的阳极连接到炉体上；在炉底盘上还连接有氨气输送管和真空泵；其特征在于，在炉体上连接有导管，通过导管将钢制工件氮化需要的稀土有机溶剂输入炉体内。进一步，所述稀土有机溶剂装置在溶剂瓶内，导管设置在溶剂瓶的底部，在导管上设有流量控制阀，其中，导管的直径为2～3mm。
所述稀土有机溶剂需要进行专门配制，它是由稀土化合物、Na2O3以及甲醇共同配制而成。
相对于现有技术，本实用新型具有以下优点：
1、提高了渗入元素N+的活力，通过在离子氮化炉上设置稀土有机溶剂的注入装置，在氮化处理时加入稀土元素作为催化剂，可以有效的增加氮离子注入和扩散的速度，使生成的硬化层厚度加深；
2、稀土元素在离子氮化中可以起到活化催渗作用，改善了工件表层的组织和性能，使之形成硬化相的数量增加，从而有效提高了表面强化效果，改善了表层耐磨性；
3、通过稀土元素的催渗作用，提高了氮化层的显微硬度以及工件表面的耐腐蚀性和抗氧化性等；
4、本装置结构简单，成本较低且易于操作，具有较高的经济效益和广泛的应用前景。
附图说明
图1为本实用新型的离子氮化炉的结构示意图。
图中，1-炉体，2-炉底盘，3-载物台，4-溶剂瓶，5-稀土有机溶剂，6-导管，7-流量控制阀，8-钢制工件，9-密封件，10-氨气阀，11-真空泵，12-控温器，13-电源，14-氨气输送管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，一种离子氮化炉，包括炉体1和炉底盘2，炉体1为下端开口的圆筒结构，在炉体1和炉底盘2的连接处设有密封件9，炉底盘2与炉体1密封连接；在炉底盘2的中部设有载物台3，待加工的钢制工件8放置于载物台3上，载物台3分别与控温器12和电源13的阴极相连，电源13的阳极连接到炉体1上；在炉底盘2上还连接有氨气输送管14和真空泵11，在氨气输送管14上安装有氨气阀10；在炉体1上连接有导管6，通过导管6将钢制工件8氮化需要的稀土有机溶剂5输入炉体1内。
所述稀土有机溶剂5设置在溶剂瓶4内，导管6设置在溶剂瓶4的底部，在导管6上设有流量控制阀7，流量控制阀7用于控制稀土有机溶剂5的注入速度。
氮化炉工作时，先通过真空泵11将炉体1内空气抽出，使炉体1的内腔成为真空环境，再通过氨气输送管14和氨气阀10的控制，通入一定量的氨气，同时控温器12和电源13开始工作，控温器12对钢制工件8加热，通电后，氨气分解成的N2和H2又电离成N+和H+，其中N+渗入钢制工件8的表层，形成合金化合物层及扩散层。本实用新型在通入氨气的同时，还将稀土有机溶剂5也注入到炉体1内，稀土有机溶剂5中的稀土元素Re等，可有效提高渗入N+的活力，使其在工件表面的扩散速度加快，从而提高离子氮化层的深度，改善工件表面的组织和性能。
在注入稀土有机溶剂5时，利用了炉体1内真空环境与外界大气压所产生的负压效果。参见图1，具体为在溶剂瓶4的底部连接一根直径为2～3mm的导管6，导管6的另一端连接在炉体1的侧壁上，在导管6上设有用于控制溶剂流速的流量控制阀7。由于在溶剂瓶4的上部为空气，而导管6位于炉体1内的一端为真空，因此，在大气压力作用下，稀土有机溶剂5即可被注入到炉体1内，这样可不必设置专门的动力装置，整体结构也更加简单。在注入时，可随时调节流量控制阀7，使稀土有机溶剂5能够均匀滴入炉体1内，通常将其流速控制为100ml/h。
对于添加的稀土有机溶剂5，需要进行专门的配置。所述稀土有机溶剂5是由稀土化合物、Na2O3以及甲醇按照一定比例混合配制而成，其中稀土化合物可以为单稀土化合物，也可以是混合稀土化合物。对于不同工件的渗氮深度需求，稀土有机溶剂的配制比例也有一定的区别。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (3)
1.一种离子氮化炉，包括炉体(1)和炉底盘(2)，炉底盘(2)与炉体(1)密封连接，在炉底盘(2)上设有载物台(3)，待加工的钢制工件(8)放置于载物台(3)上，载物台(3)分别与控温器(12)和电源(13)的阴极相连，电源(13)的阳极连接到炉体(1)上；在炉底盘(2)上还连接有氨气输送管(14)和真空泵(11)；其特征在于，在炉体(1)上连接有导管(6)，通过导管(6)将钢制工件(8)氮化需要的稀土有机溶剂(5)输入炉体(1)内。
2.根据权利要求1所述的离子氮化炉，其特征在于，所述稀土有机溶剂(5)设置在溶剂瓶(4)内，导管(6)设置在溶剂瓶(4)的底部，在导管(6)上设有流量控制阀(7)。
3.根据权利要求1所述的离子氮化炉，其特征在于，所述导管(6)的直径为2～3mm。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106939401A (zh) * | 2017-05-03 | 2017-07-11 | 山东南山铝业股份有限公司 | 等离子氮化设备以及挤压型材模具的氮化系统 |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106987795A (zh) * | 2017-03-03 | 2017-07-28 | 昆山正大新成精密锻造有限公司 | 一种通过加氮提高模具使用寿命的装置及方法 |
| CN106939401A (zh) * | 2017-05-03 | 2017-07-11 | 山东南山铝业股份有限公司 | 等离子氮化设备以及挤压型材模具的氮化系统 |
| CN111118441A (zh) * | 2020-01-07 | 2020-05-08 | 汇专科技集团股份有限公司 | 一种硬质合金表面氮化处理的方法 |
| CN112779492A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-05-11 | 烟台鑫洋电子有限公司 | 一种针对工业纯铁的离子氮化热处理装置及其工艺 |
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