【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于表面冶金及化学热处理范畴。现有的表面冶金方法有固体渗金属、液体渗金属、离子注入、激光表面合金化以及在金属氯化物的气氛中进行离子渗钛等方法。固、液渗金属法(包括近期发展的TD法)具有合金元素消耗大,有大气污染及劳动条件差等缺点。离子注入和激光表面合金化方法具有设备复杂、昂贵及只能处理小面积等缺点。在金属氯化物气氛中进行的离子渗金属技术将造成大气污染和对设备的严重腐蚀。本专利技术的目的就是为了克服上述缺点,利用稀薄气体中的辉光放电及溅射现象,提供一个直接把固态的金属或类金属作为渗金属所需要的合金元素供给源,并使该供给源所提供的合金元素渗入到被加热至高温的工件表面,以形成该合金元素扩散层的表面冶金方法及设备。本专利技术是应用双层辉光放电现象及离子轰击产生溅射的原理而形成的一种新技术。本专利技术采用一个可以抽真空及充入气体介质以形成一定气体压力的密闭容器。其极限真空度不低于1×10-2托,通入惰性气体(如氩气)后,其气体压力在0.01-10托范围内变动。在该容器内设阳极、阴极和至少一个第三极。被处理工件和阴极相连。欲渗固态元素和第三极相连。阳极及阴极和一外接直流可调压(0-2000V)电源相连,第三极电位相对于阴极可调。当阳极和阴极之间的电位差,阳极和第三极之间的电位差同时超过起辉电压时,则在阳极和阴极之间及阳极和第三极之间皆出现辉光放电,此即双层辉光放电现象。构成第三极一部分的欲渗元素可以是丝、条、板、块、颗粒和粉末状等。本专利技术的试验研究装置如附图中的图1所示。图1中的1-充气瓶;2-减压阀;3-流量计;4-过滤器;5-真空室;6-阳极;7-源极 ...
【技术保护点】
一种在可以抽成真空且能够充入气体介质的密闭容器内,利用稀薄气体中的辉光放电现象及其所产生的低温等离子体,使欲渗合金元素渗入被处理的工件,使工件表面形成一包含有欲渗合金元素的合金扩散层的表面冶金方法,及一种为完成上述方法的由密闭容器,抽真空系统,供气系统,测温系统组成的表面冶金炉,其特征是在真空密闭容器内设有阳极、阴极和至少一个第三极及在阳极和阴极、阳极和第三极之间同时产生辉光放电的双层辉光放电现象或多层辉光放电现象。阳极和第三极之间的辉光放电使构成第三极一部分的欲渗合金元素在正离子的轰击下被溅射出来。并以一定的速度向工件表面运动,阳极和工件(工件及阴极相连)之间的辉光放电使工件被加热到高温。因而当欲渗元素到达工件表面之后便可以借助于扩散过程而渗入工件内部,形成一包含欲渗元素的合金扩散层,上述工艺和其它工艺相结合还可以构成复合渗入及复合处理工艺。除在阳极和阴极之间设置直流可调电源外还必须在阳极和第三极之间通过使用第二套直流可调电源或自给偏压方法形成电位差。
【技术特征摘要】
1.一种在可以抽成真空且能够充入气体介质的密闭容器内,利用稀薄气体中的辉光放电现象及其所产生的低温等离子体,使欲渗合金元素渗入被处理的工件,使工件表面形成一包含有欲渗合金元素的合金扩散层的表面冶金方法,及一种为完成上述方法的由密闭容器,抽真空系统,供气系统,测温系统组成的表面冶金炉,其特征是在真空密闭容器内设有阳极、阴极和至少一个第三极及在阳极和阴极、阳极和第三极之间同时产生辉光放电的双层辉光放电现象或多层辉光放电现象。阳极和第三极之间的辉光放电使构成第三极一部分的欲渗合金元素在正离子的轰击下被溅射出来。并以一定的速度向工件表面运动,阳极和工件(工件与阴极相连)之间的辉光放电使工件被加热到高温。因而当欲渗元素到达工件表面之后便可以借助于扩散过程而渗入工件内部,形成一包含欲渗元素的合金扩散层。上述工艺和其它工艺相结合还可以构成复合渗入及复合处理工艺。除在阳极和阴极之间设置直流可调电源外还必须在阳极和第三极之间通过使用第二套直流可调电源或自给偏压方法形成电位差。2.根据权利要求1,其中所述的真空容器所能达到的真空度应高于1×10-2托。3.根据权利要求1,其中所述的充气气体一般为惰性气体,其中最常用的为氩气。4.根据权利要求1,其中所述的稀薄气...
【专利技术属性】
技术研发人员:徐重,古凤英,王振民,孙梅琴,潘俊德,范本惠,韩廷华,郑维能,
申请(专利权)人:太原工业大学,
类型:发明
国别省市:14[中国|山西]
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