离子渗氮磁场辅助设备、处理系统及方法与流程

技术特征：
1.一种离子渗氮磁场辅助设备，所述离子渗氮磁场辅助设备适于放置于离子渗氮炉内，所述离子渗氮炉内具有用于放置金属工件的工件台，其特征在于，所述离子渗氮磁场辅助设备包括：绝缘壳体，所述绝缘壳体适于放置于所述离子扩渗炉内且位于所述工件台的下方，所述绝缘壳体为密闭壳体，用于屏蔽所述离子渗氮炉内的高压电场；和多个电磁铁组，多个所述电磁铁组的绕线方式相同且沿所述绝缘壳体的周向均布于所述绝缘壳体内，每个所述电磁铁组包括若干电磁铁，且相邻的两个所述电磁铁的绕线方式相反，多个所述电磁铁组用于在所述离子扩渗炉内形成可控的磁场，以改变所述金属工件表面电子的运动轨迹和所述金属工件的磁畴。2.根据权利要求1所述的离子渗氮磁场辅助设备，其特征在于，还包括冷却组件，所述冷却组件包括进水管和出水管；所述电磁铁具有铁芯和缠绕于所述铁芯外的线圈，所述铁芯内具有冷却通道，所述冷却通道与所述进水管和所述出水管连通。3.根据权利要求1所述的离子渗氮磁场辅助设备，其特征在于，向所述电磁铁通入的电流满足：使所述金属工件完全被所述电磁铁产生的磁场囊括且所述金属工件附近的磁场强度达到450gs～550gs。4.根据权利要求1所述的离子渗氮磁场辅助设备，其特征在于，所述电磁铁的轴向与所述绝缘壳体的径向一致。5.根据权利要求1所述的离子渗氮磁场辅助设备，其特征在于，所述绝缘壳体位于所述工件台下方3cm～5cm处。6.一种离子渗氮处理系统，其特征在于，包括：离子渗氮炉，所述离子渗氮炉包括炉体、设置于所述炉体内的放电针和用于放置金属工件的工件台；离子渗氮磁场辅助设备，所述离子渗氮磁场辅助设备为根据权利要求1～5中任一项所述的离子渗氮磁场辅助设备，所述离子渗氮磁场辅助设备放置于所述炉体内且位于所述工件台的下方；变压器，所述变压器与所述线圈和所述放电针连接，用于使所述电磁铁产生磁场和向所述炉体内提供电离电压；真空泵，所述真空泵与所述炉体连通，用于使所述炉体内处于真空状态；供气瓶，与所述炉体连通，用于向所述炉体内提供惰性气体以及含有氮元素的气体；和电气控制柜，用于控制所述离子渗氮磁场辅助设备、所述离子渗氮炉、所述变压器、所述真空泵和所述供气瓶。7.一种离子渗氮处理方法，其特征在于，包括：将金属工件放置在离子渗氮炉的炉体内，对所述炉体内抽真空，并向所述炉体内通入惰性气体；对所述炉体内通入电压并升温，以保证所述炉体内进行稳定的辉光放电；待所述炉体内的温度达到第一温度时，向所述炉体内通入含有氮元素的气体，继续对所述炉体内升温；待所述炉体内的温度达到第二温度时，向所述金属工件提供间断的磁场，并将所述磁场与所述电压屏蔽；
降低所述电压，向所述炉体内通入惰性气体，持续向所述金属工件提供磁场；待所述炉体内的温度降低至第三温度时，停止向所述金属工件提供磁场；待所述炉体内的温度降低至第四温度时，停止向所述炉体内通入惰性气体，取出所述金属工件。8.根据权利要求7所述的离子渗氮处理方法，其特征在于，待所述炉体内的温度达到第二温度时，向所述金属工件提供间断的磁场的通断时间比为1.5：1～3:1。9.根据权利要求7所述的离子渗氮处理方法，其特征在于，将所述金属工件放置在离子渗氮炉的炉体内之前，先对所述金属工件进行打磨、抛光和超声清洗。

技术总结
本公开提出了一种离子渗氮磁场辅助设备、处理系统及方法，设备包括：绝缘壳体，适于放置于离子渗氮炉内，绝缘壳体为密闭壳体，用于屏蔽离子渗氮炉内的高压电场；和多个绕线方式相同且沿绝缘壳体的周向均布于绝缘壳体内的电磁铁组，各电磁铁组包括若干电磁铁，且相邻的两个电磁铁的绕线方式相反，通过多个电磁铁组在离子渗氮炉内形成可控的磁场，以改变金属工件表面电子的运动轨迹和金属工件的磁畴。系统包括：离子渗氮炉、离子渗氮磁场辅助设备、变压器、真空泵、供气瓶和电气控制柜。方法包括向炉体内通入含有氮元素的气体，并向金属工件提供间断的磁场。本公开可提高离子渗氮炉内的离子体密度，有效增加渗氮层厚度，以此提高渗氮质量。量。量。


技术研发人员：李杨 何永勇 邵明昊 张哲浩 王政伟 高雪鹏 卢金鹏 郭恒蛟 董永康 赵亚晴
受保护的技术使用者：烟台大学
技术研发日：2021.07.30
技术公布日：2021/11/2