CN103882369B - 一种用于辉光无氢渗碳的石墨源极 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于辉光无氢渗碳的石墨源极，所述石墨源极包括并联放置的外部石墨罩体和内部石墨罩体，内外部石墨罩体的整体呈立方形，且内外部石墨罩体在同一侧均开有测温通气孔；所述内部石墨罩体的上下均匀分布有针状石墨源极，且该内部石墨罩体中设置有石墨卡具，该石墨卡具用于夹持工件；所述石墨卡具将所述工件水平悬浮于上下均匀分布的针状石墨源极之间；所述外部石墨罩体的外面为金属罩体，并在该金属罩体的一侧设有另一测温通气孔，应用该石墨源极对纯钛工件进行辉光无氢渗碳处理，可提高碳元素的溅射率26倍以上，且渗碳层均匀、致密，有效缩短渗碳时间和降低渗碳温度，提高渗碳效率。
Description
技术领域
本发明涉及无氢渗碳技术领域，尤其涉及一种用于辉光无氢渗碳的石墨源极。
背景技术
目前，在辉光离子无氢渗碳工艺中，除处理温度和时间等工艺参数外，石墨源极的结构和形式及工件在源极中的布局位置也对渗碳的效果产生较大影响。常用的辉光放电电极结构有平板型、洞穴型和深井型，虽都利用空心阴极辉光放电现象，但碳元素的溅射产额有限，工件周围的碳浓度不高，渗碳效率不高。
工件的放置方式有平放式和悬挂式，但对于辉光无氢渗碳来说，很难使工件获得全面、均匀的渗碳层。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于辉光无氢渗碳的石墨源极，应用该石墨源极对纯钛工件进行辉光无氢渗碳处理，可提高碳元素的溅射率26倍以上，且渗碳层均匀、致密，有效缩短渗碳时间和降低渗碳温度，提高渗碳效率。
一种用于辉光无氢渗碳的石墨源极，所述石墨源极包括并联放置的外部石墨罩体和内部石墨罩体，其中：
内外部石墨罩体的整体呈立方形，且内外部石墨罩体在同一侧均开有测温通气孔；
所述内部石墨罩体的上下均匀分布有针状石墨源极，且该内部石墨罩体中设置有石墨卡具，该石墨卡具用于夹持工件；
所述石墨卡具将所述工件水平悬浮于上下均匀分布的针状石墨源极之间；
所述外部石墨罩体的外面为金属罩体，并在该金属罩体的一侧设有另一测温通气孔。
所述并联放置的外部石墨罩体和内部石墨罩体之间的间隙为10～20毫米。
所述上下均匀分布的针状石墨源极与水平悬浮的工件之间的距离为8～15毫米。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，应用该石墨源极对纯钛工件进行辉光无氢渗碳处理，可提高碳元素的溅射率26倍以上，且渗碳层均匀、致密，有效缩短渗碳时间和降低渗碳温度，提高渗碳效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例所述用于辉光无氢渗碳的石墨源极结构示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
由于碳元素的溅射产率极低，对于辉光无氢渗碳工艺来说，为了避免对工件的处理温度过高、时间过长，而造成基体组织粗大，力学性能下降，工件变形大等问题，同时为了使碳元素获得高的溅射能量，增加工件周围的碳密度，并使工件获得全面、均匀较厚渗碳层，必须优化设计石墨源极的结构形式及工件的布局位置。本发明实施例提供了一种用于辉光无氢渗碳的石墨源极，下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例所述用于辉光无氢渗碳的石墨源极结构示意图，所述石墨源极包括并联放置的外部石墨罩体1和内部石墨罩体2，其中：
该内外部石墨罩体的整体呈立方形，且内外部石墨罩体在同一侧均开有测温通气孔，如图1所示，外部石墨罩体1的一侧设有测温通气孔8，内部石墨罩体2的一侧设有测温通气孔7；
所述内部石墨罩体2的上下均匀分布有针状石墨源极5，且该内部石墨罩体2中设置有石墨卡具3，该石墨卡具3用于夹持工件4；
石墨卡具3将工件4水平悬浮于上下均匀分布的针状石墨源极5之间；具体实现中，该上下均匀分布的针状石墨源极5与水平悬浮的工件4之间的距离为8～15毫米；
所述外部石墨罩体1的外面为金属罩体6，并在该金属罩体6的一侧设有另一测温通气孔9。
另外，在具体实现中，并联放置的外部石墨罩体1和内部石墨罩体2之间的间隙为10～20毫米；所采用的石墨为高纯石墨，外部金属罩体的材质为低碳钢。
综上所述，本发明实施例在充分利用空心阴极效应的基础上，采用并联放置的内外石墨罩体，利用此设计来进一步增加辉光放电电流密度，提高气体电离率，增加碳元素的溅射量，将溅射出的碳元素束缚在石墨罩体内，提高工件周围的溅射碳元素密度；内部石墨罩体上下均匀分布有针状石墨源极，利用针状石墨源极的尖端效应，再次增加石墨元素的溅射数量及能量。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种用于辉光无氢渗碳的石墨源极，其特征在于，所述石墨源极包括并联放置的外部石墨罩体和内部石墨罩体，其中：
内外部石墨罩体的整体呈立方形，且内外部石墨罩体在同一侧均开有测温通气孔；
所述内部石墨罩体的上下均匀分布有针状石墨源极，且该内部石墨罩体中设置有石墨卡具，该石墨卡具用于夹持工件；
所述石墨卡具将所述工件水平悬浮于上下均匀分布的针状石墨源极之间；
所述外部石墨罩体的外面为金属罩体，并在该金属罩体的一侧设有另一测温通气孔。
2.根据权利要求1所述用于辉光无氢渗碳的石墨源极，其特征在于，
所述并联放置的外部石墨罩体和内部石墨罩体之间的间隙为10～20毫米。
3.根据权利要求1所述用于辉光无氢渗碳的石墨源极，其特征在于，
所述上下均匀分布的针状石墨源极与水平悬浮的工件之间的距离为8～15毫米。
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