一种阳极高压低温氮化装置的制作方法

1.本发明涉及金属表面处理技术领域，尤其涉及一种阳极高压低温氮化装置。


背景技术：

2.现有技术中等离子表面治金的方法很多，其中辉光离子氮化是利用辉光放电原理进行的，当气体越过电晕放电区后，若减小外电路电阻，或提高全电路电压，继续增加放电功率，放电电流将不断上升，同时辉光逐渐扩展到两电极之间的整个放电空间，发光也越来越明亮，当电子能提高，也就是增强电场的操作参数，则能使电晕放电过渡到辉光放电，该方法存有离子绕射性差，难于实现内孔及复杂零件的处理等缺点。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种阳极高压低温氮化装置，解决现有技术中难于实现复杂零件和特殊材质零件的处理的问题。
4.本发明的目的通过以下述技术方案来实现，一种阳极高压低温氮化装置，包括本体，所述本体内部中空形成工作腔，所述工作腔内放置有可变形工件台，所述工作台内嵌设有铁件，所述工作腔的上下两端可拆卸设置有能带动所述工作台转动的永磁铁；所述本体上设置有真空组件、加热器、充气组件、可调电源和可调源极，所述充气组件、所述可调源极均位于所述工作腔上方，所述真空组件位于所述本体的下方，所述加热器位于所述工作腔内，所述可调电源的两端分别与所述本体和所述可调源极相连。
5.需要说明的是，通过永磁铁和铁件实现工件的旋转，通过可变形工作台实现异形工件的放置。
6.所述工作台上设置有若干升降环，若干所述升降环直径不同且同轴设置；所述工作台外圆设置有可伸缩顶紧器，所述可伸缩顶紧器数量为多个且均与所述工作台滑动连接。
7.需要说明的是，通过可伸缩顶紧器保证工件的稳定。
8.所述升降环包括若干升降杆，若干所述升降杆间隔排列，且若干伸缩升降杆能够单独工作。
9.需要说明的是，通过间隔设置的升降杆实现工件底部的氮化处理。
10.所述本体底部具有安装口，所述安装口的直径大于所述工作台的直径，且所述安装口上设置有密封盖。
11.需要说明的是，通过安装口实现工件的拆卸与安装。
12.所述可调源极的一端位于所述本体外部，另一端延伸至所述工作腔下部；所述充气组件的一端位于所述本体外部，另一端延伸至所述工作腔中部。
13.需要说明的是，通过上述充气组件的设置保证气体的在工作腔内均匀分布。所述工作台下方设置有旋转组件，所述旋转组件通过负偏压电源与所述本体外壳相连；所述本体外壳上海连接有接地组件，所述旋转组件外附着有绝缘层；所述可调源极为阳极，所述可
调电源为辅助阳极高压电源；所述工作腔顶部设置有真空检测器，所述工作腔内设置有测温器。
14.需要说明的是，通过测温器保证合适的工作温度，通过真空检测器实现合适的气压以及真空度。
15.所述加热器的加热温度为0-300度；所述可调电源为0～3000v、0～1a；所述负偏压电源为0～1200v；所述工作腔的真空度为5e-3pa；所述充气组件为所述工作腔内充入的气体为ar和n2；所述工作腔在工作时的气压为5e-1pa～10pa。
16.需要说明的是，通过对电压、电流、温度的设置保证氮化处理的高效性。
17.所述可调源极由任何金属或任何比例的金属元素的组合物制成，所述可调源极的数量为多个且间隔均匀排布。
18.需要说明的是，通过多个可调源极的间隔均匀的分布保证氮化的均匀性。
19.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
20.1.设置可变型工作台实现对异形工件的安装与处理；
21.2.将若干升降杆间隔设置实现对多孔工件的处理；
22.3.通过旋转组件实现工作台旋转的多样化。
附图说明
23.图1是本发明的结构示意图之一；
24.图2是本发明的结构示意图之二；
25.图3是本发明的结构示意图之三。
26.附图标记：1-本体；2-工作腔；3-可变形工件台；4-铁件；5-永磁铁；6-真空组件；7-加热器；8-充气组件；9-可调电源；10-可调源极；11-升降杆；12-可伸缩顶紧器；13-真空检测器；14-测温器；15-接地组件；16-负偏压电源；17-旋转组件。
具体实施方式
27.请一并参考说明附图1-3，本实施例提供了一种阳极高压低温氮化装置，该阳极高压低温氮化装置主要用于解决现有技术难于实现内孔及复杂零件的处理的问题，该阳极高压低温氮化装置已经处于实际使用阶段。
28.需要说明的是，本技术的装置与申请人进行氮化工艺相对应，当然也可以适用于类似的氮化作业，其中类似氮化作业包括但不限于低温状态氮化、负压真空氮化等。
29.本技术通过以下实施例进行，一种阳极高压低温氮化装置，包括本体1，本体1内部中空形成工作腔2，工作腔2内放置有可变形工件台3，工作台内嵌设有铁件4，工作腔2的上下两端可拆卸设置有能带动工作台转动的永磁铁5；本体1上设置有真空组件6、加热器7、充气组件8、可调电源9和可调源极10，充气组件8、可调源极10均位于工作腔2上方，真空组件6位于本体1的下方，加热器7位于工作腔2内，可调电源9的两端分别与本体1和可调源极10相连。
30.需要说明的是，将待加工的工件放置在工作台上，然后通过真空组件6将工作腔2内的空气抽出，再通过充气组件8想工作腔2内充入需要的惰性气体，通过工作腔2内设置的加热器7，对工作腔2内的环境进行加热处理，再结合工作腔2内设置的可调源极10实现对待
加工工件的氮化处理，详细的，通过工作台内嵌设的铁件4与工作腔2上下两端设置的永磁铁5实现待加工工件的旋转，具体的，首先将待加工工件设置在工作台上，将工作台放置在工作腔2内，然后将永磁铁5安装好，此时在铁件4和永磁铁5彼此作用之下，工作台实现不断地旋转，且铁件4和永磁铁5之间产生稳定的磁力作用，此时对工作腔2内进行真空操作、加热操作、以及重启操作，再在可调电源9和可调源极10通电的作用下实现隧待加工工件的氮化处理，详细的，本技术所设置的工作台为可变形的工作台，该工作台能够根据实际所需要进行加工的工件进行形状的变化，以保证能够使用各种异形或者复杂零件的处理。需要说明的是，通过使用永磁铁5，可以在不适用电的情况下实现工作天的转动，能够有效实现电能节约。本发明提供一种阳极高压低温氮化装置，解决现有技术中难于实现复杂零件的处理的问题。
31.工作台上设置有若干升降环，若干升降环直径不同且同轴设置；工作台外圆设置有可伸缩顶紧器12，可伸缩顶紧器12数量为多个且均与工作台滑动连接。
32.需要说明的是，如图2和图3所示，工作台上设置有若干升降环，根据不同形状的待加工工件调整升降环的高低，进而实现对复杂工件的氮化处理，需要说明的是，升降环的数量根据需要进行设置，同时升降环的直径随之变化。另一方面，通过设置的可伸缩顶紧器12将工件顶住，使工件在旋转过程中能够始终保持稳定，需要说明的是，可伸缩顶紧器12与工件接触端直径较小，能够尽可能的减小接触面积，同时通过将可伸缩顶紧器12设置为可伸缩的结构，能够实现对不同高度的工件的稳固，优选的，可伸缩顶紧器12的数量为三个或者四个，其他数量也可以选择。
33.升降环包括若干升降杆11，若干升降杆11间隔排列，且若干伸缩升降杆11能够单独工作。
34.需要说明的是，通过若干升降杆11实现升降环的排布，详细的，每个升降环的的各个升降杆11能够单独的进行升降，同时，相邻两个升降杆11之间间隔排布，即相邻两个升降杆11之间具有间隙，则能够保证工作腔2内充入的气体能够从工件的底部运动，则对于具有内孔或者孔径较多的工件，能够有效的实现各个孔径内圆表面的氮化处理，解决现有技术中工件上设置的孔径无法有效进行氮化的问题。
35.本体1底部具有安装口，安装口的直径大于工作台的直径，且安装口上设置有密封盖。
36.需要说明的是，通过设置安装孔实现工作台的安装于拆卸，进而实现对工件的安装与拆卸，安装孔的直径略小于工作腔2内圆的直径，详细的，打开安装口，将工件放置在若干升降杆11之上，调整各个升降杆11的高度以保证工件能够放置平稳，然后将工作台移动到工作腔2内，然后安装密封盖保证氮化处理过程中工作腔2内气体的纯度以及稳定性。
37.可调源极10的一端位于本体1外部，另一端延伸至工作腔2下部；充气组件8的一端位于本体1外部，另一端延伸至工作腔2中部。
38.需要说明的是，设置可调源极10、充气组件8在工作腔2内的位置，以保证可调源极10能够达到最好的效果，同时保证充气组件8充入工作腔2内的气体能够均匀的分布在工作腔2内。
39.工作台下方设置有旋转组件17，旋转组件17通过负偏压电源16与本体1外壳相连；本体1外壳上海连接有接地组件15，旋转组件17外附着有绝缘层；可调源极10为阳极，可调
电源9为辅助阳极高压电源；工作腔2顶部设置有真空检测器13，工作腔2内设置有测温器14。
40.需要说明的是，本实施例另一种实施方式为，通过旋转组件17替换永磁铁5以实现工作台的旋转，提供多种旋转方式实现工件的氮化处理。详细的，本发明属于金属表面处理领域，利用工作腔2内的稀薄气体，通过辅助阳极高压增强辉光的现象，在工件的外围设置辅助阳极高压源，在工作腔2内壁的四周接通辅助阳极高压源，并在工作台上方施加一个负偏压，在此作用下，将工件腔内升至250度，通过欲渗透离子的轰击和扩散，使工件表面达到特殊的物理、化学、机械性能，最后达到优化工件表面性能的目的。
41.加热器7的加热温度为0-300度；可调电源9为0～3000v、0～1a；负偏压电源16为0～1200v；工作腔2的真空度为5e-3pa；充气组件8为工作腔2内充入的气体为ar和n2；工作腔2在工作时的气压为5e-1pa～10pa。
42.需要说明的是，通过限制加热温度、可调电源9电压和电流大小、负偏压电源16的电压范围、工作腔2的真空度、充入的气体以及工作腔2在工作时的气压，以使得本装置氮化处理的效率达到最高。
43.可调源极10由任何金属或任何比例的金属元素的组合物制成，可调源极10的数量为多个且间隔均匀排布。
44.需要说明的是，本实施例的可调源极10，不需要特定的材料，任何金属或其任何比例的金属元素的组合物制造成阳极辅助源极均可以使用，其对可调源极10无具体要求，实用性较强，对适合各种材料或零件要求的表面改性目的，提高后期真空涂层的膜基结合力。另一方面，通过设置若干的可调源极10并使其间隔均匀的分布，以保证对工件表面氮化处理的均匀性达到最好。
45.需要说明的是，本技术通过本体1、真空组件6和充气组件8以形成一定气体的密封容器，工作腔2中的极限真空度不低于6e-4pa，通过充入惰性气体ar、ne及反应气体n2等，使工作腔2内在工作状态下的真空度在5e-1至10pa范围内变动。在工作腔2内设有辅助阳极源，工作台通过连接的旋转组件17的驱动下以一定速度旋转，工件放置在与工作腔2绝缘的工作台上，在旋转组件17和工作腔2之间，连接一个可调电源9，该可调电源9为直流可调压电源且控制其电压为0至1200v，在工件周围设置与工件有一定距离的辅助阳极源极，在辅助源极和工作腔2之间，连接一个高压脉冲可调电源9并控制其电压为0至3000v，利用真空高压的放电现象，直接在工作腔2内壁上设置一个或多个辅助阳极源，不断产生高能量、高密度离子流，在工件负偏压的作用下，加速到达工件表面,所有至工件表面的活性原子或离子扩散渗入工件表层形成氮化层，在辅助阳极源电压达到万伏以上还可以作为离子注入。
46.根据本发明的装置对比现有技术，得到以下数据：
[0047][0048]
根据上表可以知道，本技术的阳极高压低温氮化装置，通过辅助阳极源施加0-3000v高压激发离化气体,同时在旋转组件17上施加一个负偏压,对工作腔2那日进行加热升温,增加欲渗透气体离化浓度和能量,具有良好的绕射性、温度低工件不易变形、冷却水温度要求不高,可在工作腔2任意位置安装，再加上工件随工作台匀速旋转，使本装置可以处理形状复杂型腔、凹面以及大面积各类零件，获得均匀的氮化层，低温高压激发能够保证该装置是无蒸发、清洁的离化系统,同时本装置还具备结构简单、方便维护、连续长时间工作等优点。
[0049]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。