离子氮碳硫多元共渗辅助设备、处理系统及方法技术方案

本公开提供的离子氮碳硫多元共渗辅助设备、处理系统及方法，辅助设备包括：放置在离子扩渗炉的炉体顶部的空心阴极离子源，放置于炉体侧壁上的绝缘壳体，和多个同轴且由内至外依次间隔排布于绝缘壳体内的电磁铁，相邻两个电磁铁的绕线方式相反，多个电磁铁用于在离子扩渗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。处理系统包括：离子扩渗炉、离子氮碳硫多元共渗辅助设备、变压器、真空泵、供气瓶和电气控制柜。处理方法包括向炉体内通入含有氮元素、碳元素、氢元素和硫元素的气体，并向金属工件提供可控的磁场。本公开可减少工件表面硫化物的间隙，使硬度呈现缓慢下降的趋势，提高工件表面硬度和使用寿命。用寿命。用寿命。

【技术实现步骤摘要】
离子氮碳硫多元共渗辅助设备、处理系统及方法


[0001]本公开涉及金属材料表面离子渗氮处理
，具体涉及离子氮碳硫多元共渗辅助设备、处理系统及方法。

技术介绍

[0002]扩渗是金属表面改性的常用方式之一，其因可以大幅提高金属表面的硬度、耐磨性、耐腐蚀性而被广泛运用在工业生产中。扩渗是将原子渗入工件表面，改变工件表层化学成分和组织的热处理方式。通常有渗氮、渗碳、氮碳共渗和多元共渗等等。目前常用的扩渗方式主要有两种：气体扩渗和离子扩渗。离子扩渗是通过在炉内正负极间施加电压，对气体进行电离，使气体转变为等离子态；炉内游离的气体离子在电场的作用下，高速轰击处在阴极电位的工件表面，使工件表面吸附气体原子并向材料内部扩散形成扩渗层；同时溅射出来金属原子和游离的气体粒子结合形成化合物并沉积在工件表面。
[0003]随着现代工业技术的发展，工件需要满足各种复杂的工况。其中重载荷条件下如何提高工件的耐磨性和寿命的问题就可以通过氮碳硫多元共渗的方式来解决。然而在氮碳共渗中加入硫之后，工件表面的硫化物之间存在较大间隙，硬度有所下降，使得工件在重载摩擦副本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离子氮碳硫多元共渗辅助设备，所述离子氮碳硫多元共渗辅助设备适于放置于离子扩渗炉的炉体上，所述离子扩渗炉内具有用于放置金属工件的工件台，其特征在于，所述离子渗氮辅助设备包括：空心阴极离子源，所述空心阴极离子源适于放置在所述炉体的顶部，用于向所述金属工件附近射出等离子体电子束；和磁场辅助单元，所述磁场辅助单元包括绝缘壳体和多个电磁铁；所述绝缘壳体适于放置于所述炉体的侧壁上；多个所述电磁铁同轴且由内至外依次间隔排布于所述绝缘壳体内，相邻两个所述电磁铁的绕线方式相反，多个所述电磁铁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所述的离子氮碳硫多元共渗辅助设备，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。3.根据权利要求1所述的离子氮碳硫多元共渗辅助设备，其特征在于，各所述电磁铁分别为环形电磁铁。4.根据权利要求1所述的离子氮碳硫多元共渗辅助设备，其特征在于，各所述电磁铁的轴向与所述工件台的上平面平行。5.根据权利要求1所述的离子氮碳硫多元共渗辅助设备，其特征在于，所述磁场辅助单元还包括位于所述炉体内且尽可能靠近所述绝缘壳体设置的金属盘，所述金属盘被所述电磁铁产生的磁感线包裹，所述金属盘的材质与所述金属工件的材质相同，所述金属盘与所述工件台共电源。6.一种离子氮碳硫多元共渗处理系统，其特征在于，包括：离子扩渗炉，所述离子渗氮炉包括炉体、设置于所述炉体内用于放置金属工件的工件台；离子氮碳硫多元共渗辅助设备，所述离子氮碳硫多元共渗磁场辅助设备为根据权利要求1～5中任一项所述的离子氮碳硫多元共渗辅助设备；变压器，所述变压器与所述电磁铁、所述工件台和所述空心阴极离子源连接，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，...

【专利技术属性】
技术研发人员：何永勇，张哲浩，李杨，邵明昊，王政伟，董永康，雒建斌，
申请(专利权)人：烟台大学，
类型：发明
国别省市：