CN115573010A - 一种电解等离子热处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电解等离子热处理设备，由电解液、电解液供给系统以及电压调节系统构成；电解液供给系统可调节电解液的流量，使得电解液以射流形式均匀供给到待处理工件表面；电压调节系统包含传感器、自动控制系统和预设了高、中、低电压的电源等模块，传感器检测热处理工件表面温度并反馈给自动控制系统，自动控制系统根据温度数据自动控制电源在高、中、低电压切换，实现工件表面的热循环处理，进而可获得低应力水平、高冲击韧性的硬化层。另外，通过调整高、中、低电压的值，可获得硬结构与软结构交替的热处理层，可进一步减小应力、提高冲击韧性。

Description

一种电解等离子热处理设备

技术领域

本发明属于金属及合金的表面热处理技术领域，尤其涉及一种电解等离子热处理设备。

背景技术

对比技术1：钢材热处理方法和设备[俄罗斯专利№1064629，发明人：AndreevaN.A， Belyakova T.D，Mikhnev M.M，IPC：C21D1/74。1997年5月20日]。该发明涉及一种利用高密度能量源对金属或合金工件表面热处理的技术，可用于切削工具和其它工具(锯齿、丝锥、螺丝刀、凿子等)表面硬化，亦可用于金属或合金工件的退火、熔化和焊接，还可以在各种等离子设备中用于激发等离子体。将阳极置于带有电解液的电解池底部，工件作为阴极，处理之前将工件表面与电解液接触，之后在阴极与阳极之间通电，工件表面与电解液接触位置激发等离子放电，将工件表面加热至淬火温度，之后切断电源并将工件浸入电解液进行淬火。

对比技术2：表面热处理的方法及设备[俄罗斯专利2077611，发明人：SteblyankoV.L，Ryabkov V.M，IPC：C25D5/00.2，1997年4月20日]。该专利提出一种表面热处理方法，该方法将阳极与工件(阴极)置于电解液中，阳极与工件之间相距一定的距离平行安装，阳极与工件之间存在电解液通道，该通道与供给电解液的压力管路相连，且在阳极与工件之间安装一个元件，利用该元件和通道将电解液均匀的供应到工件表面，通过放电对工件表面进行热处理。阳极采用惰性导电材料。对面积大的平面工件进行热处理时，可将其放置在两个平行安装的阳极之间，同时处理工件的两侧。用于表面热处理的设备包括阳极、电解液导流元件以及电解液收集和净化系统。

对比技术1和对比技术2提出设备和热处理方法，优点是：加热速率高，能够提高工件表面硬化效率。缺点是：无法控制工件表面温度，无法根据工件材料的特点执行对应的热处理工艺，由于其较高的加热和冷却速度，以上方法获得的硬化层通常为高应力和低冲击韧性状态，进而无法在工件表面获得大深度的硬化层，因此在高碳工具钢热处理中的应用有限。

对比技术3(原型技术)是与本发明所提技术最接近的技术，是一种在电解液中对工件进行局部热循环的热处理设备[苏联专利号№931760、№1235226，发明人：Yu.N.Tyurin， C21D1/44，1976年、1984年]。该专利提出的设备通过交替增加和减少电解液和工件表面之间的电压，实现周期性的加热和冷却，可显著改善工件的物理和机械性能。低电压与高电压的电压差为50～100V，该电压差能够实现工件表面加热强度的变化。低电压时，工件表面与电解液之间的放电能量密度降低，形成的等离子体层减弱，导致表面热量减少，温度降低。高电压时，工件表面与电解液之间的放电能量密度升高，工件表面温度上升。

对比技术3(原型技术)的优点是，可实现对工件周期性的加热和冷却，进而显著改善工件的物理和机械性能。其缺点是：该设备和技术缺乏工件的自动化控温技术，缺乏可调节的热处理模式和热处理控制方法，无法自动控制表层温度，因此限制了其应用范围。此外，该设备也无法通过改变电解液电导率来调整加热过程。

发明内容

本发明提供了一种电解等离子热处理设备，搭建了在加热-冷却-淬火过程中用于监测和控制被加热工件表面温度的系统，在提高工件表面加热效率的同时实现了自动控温。同时提出通过使用水动力组件来优化电解液流动，进而增加电解液的导电性。

为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：

一种电解等离子热处理设备，由电解液、电解液供给系统以及电压调节系统构成，电解液供给系统包含气缸、活塞杆、平台、管道、安装孔、孔、加热器金属外壳、绝缘外壳；电压调节系统包含电源、第一导线、第二导线、自动控制系统、模拟系统、屏蔽线、传感器、传感器外壳、阳极；气缸固定在平台上，气缸内装配活塞杆，活塞杆底部开有安装孔，活塞杆顶部密封固定加热器金属外壳，在活塞杆与加热器金属外壳接触面开孔，在加热器金属外壳顶部固定带有通孔的阳极，传感器外壳穿过活塞杆、加热器金属外壳及阳极并与三者分别固定，传感器外壳内部安装传感器，绝缘外壳置于加热器金属外壳上方，二者密封接触，绝缘外壳形成了锥形腔体，且该腔体顶部为敞开式，传感器垂直于绝缘外壳的开口平面且与锥形的绝缘外壳同轴，而电极中通道轴与电解液体敞开顶部的轴线相交，第一导线连接工件与电源，第二导线连接阳极与电源，屏蔽线连接传感器与模拟系统。

作为本发明的一种优选方案，工件位于绝缘外壳一侧，电解液通过管道供给到气缸，活塞杆从气缸中移出并使加热器升高，直到工件表面和加热器的绝缘外壳之间的间隙尺寸δ达到预定要求，电解液通过孔进入加热器金属外壳的槽中，之后通过阳极的通孔以射流的形式进入绝缘外壳形成的锥形腔体中；电源通过第一导线和第二导线在阳极和工件施加电压，通过电解液射流在阳极和工件之间通电，在工件和电解液射流边界位置形成薄薄的蒸汽层和局部高压，激发等离子放电，达到工件表面局部热处理的效果，形成硬化层；传感器以非接触方式测量工件受热表面温度，并将该温度数据通过屏蔽线提供给模拟系统，经过模拟系统转化后提供给自动控制系统，自动控制系统根据温度数据提供控制信号给电源，调整预设电压，实时调节热处理模式。

作为本发明的一种优选方案，所述阳极导电截面积与绝缘外壳上横截面面积的比值为 5～10。

作为本发明的一种优选方案，所述加热器外壳由不锈钢制成，绝缘外壳由氟塑料制成。

作为本发明的一种优选方案，所述用于测量工件表面温度的传感器，由光敏电阻制成。

作为本发明的一种优选方案，采用本发明提出的电解等离子热处理设备进行热处理时，工件表面和加热器的绝缘外壳之间的间隙尺寸δ是电解液压力、活塞杆直径d、加热器的绝缘外壳上横截面的直径D、以及活塞杆底部安装孔和加热器底部孔的横截面积比值的函数。

作为本发明的一种优选方案，热处理过程中所述传感器内置于电解液下方10～20mm。

作为本发明的一种优选方案，所述安装孔用于控制电解液的流量。

作为本发明的一种优选方案，所述孔用于控制电解液的流量。

作为本发明的一种优选方案，所述自动控制系统根据温度数据提供控制信号给电源，调整预设电压时，高电压设置范围280～340V，中电压设置范围180～240V，低电压设置范围 20～40V。

作为本发明的一种优选方案，所述的电解等离子热处理设备的使用方法，采用传感器测量工件表面温度，高电压下升温，表面温度高于工件材料Ac3温度100～200℃时，自动控制系统控制电源降低电压至中电压，表面温度低于工件材料Ac3温度100～200℃时，自动控制系统控制电源升高电压至高电压，循环升降电压，直至工件表面硬化层的深度达到预定要求，自动控制系统控制电源降低电压至低电压。

作为本发明的一种优选方案，所述的电解等离子热处理设备的使用方法，采用传感器测量工件表面温度，高电压下热处理时，工件的表面温度达到熔点时，自动控制系统控制电源降低电压至中电压，工件的表面温度降到居里温度时，自动控制系统控制电源升高电压至高电压，循环升降电压，直至工件表面硬化层的深度达到预定要求，自动控制系统控制电源降低电压至低电压。

作为本发明的一种优选方案，所述的电解等离子热处理设备的使用方法，热循环周期达到设计要求时，自动控制系统控制电源从高电压降低至低电压。

作为本发明的一种优选方案，所述的电解等离子热处理设备的使用方法，热循环周期达到设计要求时，自动控制系统控制电源从中电压降低至低电压。

作为本发明的一种优选方案，所述的电解等离子热处理设备的使用方法，表面温度高于工件材料Ac3温度时，关闭电源实现淬火。

本发明的有益效果是：

1.本发明所述设备结构简单，设计巧妙，可在工件表面形成深度为5～15mm的高硬度和高塑性热处理层。

2、本发明所述设备保证了高质量的热处理过程，并形成了低应力水平的硬化层结构。该设备在热处理过程中能够根据工件表面温度实时调整热处理模式，因此能够使得硬化层逐层形成，确保淬火前奥氏体晶粒的多次细化和均质化，还可获得软硬交替的组织结构，减小了应力，提高了工件在高硬度下的冲击韧性。

3、与原型技术相比，本发明所述设备的电压调节系统，保证了工件热处理模式和热处理质量控制的完全自动化。

4、本发明所述的设备，阳极导电截面积与绝缘外壳上横截面面积的比值为5～10，此项特征能够显著提高热处理设备的可靠性，并能够提升加热和冷却的效率。

5、本发明所述的设备，传感器的测量轴垂直于绝缘外壳敞开截面，电解液通过阳极的通道供给，传感器放置在电解液层下方10～20mm处，能够确保测量过程的稳定与高效。

6、本发明所述热处理设备及方法具有生态环保和节省资源的特点，将其应用于工业领域，还具有节能的效果。

附图说明

图1是本发明提供的电解等离子体热处理设备的原理示意图

图2是本发明提供的电解等离子热处理设备组件

图3是本发明提供的电解等离子热处理设备对工件表面局部硬化的照片

图4是本发明提供的电解等离子热处理设备及其处理的工件

图5是本发明提供的电解等离子热处理设备对工件进行热处理

图6是热处理时间t和电压U对含碳量0.5％的碳钢工件表面硬化深度、硬度的影响

附图中：工件1，硬化层2，间隙3，电源4，第一导线5，第二导线6，自动控制系统 7，模拟系统8，屏蔽线9，气缸10，活塞杆11，平台12，管道13；安装孔14，传感器 15，传感器外壳16，孔17，加热器金属外壳18，阳极19，绝缘外壳20，从传感器到加热器的绝缘外壳上横截面的距离L，工件表面和加热器的绝缘外壳之间的间隙δ，加热器的绝缘外壳上横截面的直径D，活塞杆直径d。

附图6中：U₁为高电压；U₂为中电压；t为热处理时间。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一种电解等离子热处理设备，具体实施方式为：

如图1～5所示，本发明所提出的电解等离子热处理设备由电解液、电解液供给系统以及电压调节系统构成，电解液供给系统包含气缸10、活塞杆11、平台12、管道13、安装孔14、孔17、加热器金属外壳18、绝缘外壳20；电压调节系统包含电源4、第一导线5、第二导线6、自动控制系统7、模拟系统8、屏蔽线9、传感器15、传感器外壳16、阳极19；气缸10固定在平台12上，气缸10内装配活塞杆11，活塞杆11底部开有安装孔14，活塞杆11顶部密封固定加热器金属外壳18，在活塞杆11与加热器金属外壳18接触面开孔17，在加热器金属外壳18顶部固定带有通孔的阳极19，传感器外壳16穿过活塞杆11、加热器金属外壳18及阳极19并与三者分别固定，传感器外壳16内部安装传感器15，绝缘外壳20 置于加热器金属外壳18上方，二者密封接触，绝缘外壳20形成了锥形腔体，且该腔体顶部为敞开式，传感器15垂直于绝缘外壳20的开口平面且与锥形的绝缘外壳20同轴，而电极中通道轴与电解液体敞开顶部的轴线相交，使得在工件1和电解液射流边界位置形成薄薄的蒸汽层和局部高压，激发等离子放电，达到工件1表面局部热处理的效果，其中，第一导线 5连接工件1与电源4，第二导线6连接阳极19与电源4，屏蔽线9连接传感器15与模拟系统8。

利用该电解等离子热处理设备对工件1局部位置进行热处理的方法为：工件1位于绝缘外壳18一侧，电解液通过管道13供给到气缸10，活塞杆11从气缸10中移出并使加热器升高，直到工件1表面和加热器的绝缘外壳20之间的间隙3尺寸δ达到预定要求，电解液通过孔17进入加热器金属外壳18的槽中，之后通过阳极19的通孔以射流的形式进入绝缘外壳20形成的锥形腔体中；电源4通过第一导线5和第二导线6在阳极19和工件1施加电压，电解液射流在阳极19和工件1之间通电，在工件1和电解液射流边界位置形成薄薄的蒸汽层和局部高压，激发等离子放电，达到工件1表面局部热处理的效果，形成硬化层2；热处理过程中，传感器15以非接触方式测量工件1受热表面温度，并将该温度通过屏蔽线9提供给模拟系统8，经过模拟系统8转化后提供给自动控制系统7，自动控制系统7根据温度数据提供控制信号给电源4，调整预设电压，实时调节热处理模式。

本发明提出的电解等离子热处理设备中阳极19的导电截面积与绝缘外壳20上横截面面积的比值为5～10。

本发明提出的电解等离子热处理设备中加热器外壳18由不锈钢制成，绝缘外壳20由氟塑料制成。

本发明提出的电解等离子热处理设备中用于测量工件1受热表面温度的传感器15由光敏电阻制成。

利用本发明提出的电解等离子热处理设备对工件1进行热处理时，工件1表面和加热器的绝缘外壳20之间的间隙3尺寸δ是电解液压力、活塞杆直径d、加热器的绝缘外壳20上横截面的直径D、以及活塞杆11底部安装孔14和加热器底部孔17的横截面积比值的函数。

利用本发明提出的电解等离子热处理设备对工件1进行热处理时，传感器15内置于电解液下方10～20mm。

利用本发明提出的电解等离子热处理设备对工件1进行热处理时，安装孔14可以控制电解液的流量；具体的，在安装孔14内装配有控制流量的阀门，通过控制流量阀门控制电解液的流量。

利用本发明提出的电解等离子热处理设备对工件1进行热处理时，孔17可以控制电解液的流量。具体的，在孔17内装配有控制流量的阀门，通过控制流量阀门控制电解液的流量。

自动控制系统7根据温度数据提供控制信号给电源4，调整预设电压时，高电压设置范围280～340V，中电压设置范围180～240V，低电压设置范围20～40V。

利用本发明提出的电解等离子热处理设备对工件1进行热处理时，采用传感器15测量工件1表面温度，高电压下升温，表面温度高于工件材料Ac3温度100～200℃时，自动控制系统7控制电源4降低电压至中电压，表面温度低于工件材料Ac3温度100～200℃时，自动控制系统7控制电源4升高电压至高电压，循环升降电压，直至工件1表面硬化层2的深度达到预定要求，自动控制系统7控制电源4降低电压至低电压。

利用本发明提出的电解等离子热处理设备对工件1进行热处理时，采用传感器15测量工件1表面温度，高电压下升温，表面温度达到熔点时，自动控制系统7控制电源4降低电压至中电压，表面温度降到居里温度时，自动控制系统7控制电源4升高电压至高电压，循环升降电压，直至工件1表面硬化层2的深度达到预定要求，自动控制系统7控制电源4降低电压至低电压。

利用本发明提出的电解等离子热处理设备对工件1进行热处理，热循环周期达到设计要求时，自动控制系统控制电源可选择从高电压降低至低电压。

利用本发明提出的电解等离子热处理设备对工件1进行热处理，热循环周期达到设计要求时，自动控制系统控制电源可选择从中电压降低至低电压。

利用本发明提出的电解等离子热处理设备对工件1进行热处理时，表面温度高于工件材料Ac3温度时，可通过关闭电源4实现淬火。

实施例1：

使用含碳量为0.5％的铁基合金作为工件，利用本发明提出的设备测试了工件的热处理效果。测试时，电极间隙H设置为35mm。在电源上将高电压设置为320V，中电压设置为200V，低电压设置为30V。在高电压下加热工件表面，当工件表面温度高于Ac3温度 100～200℃时，降低电压至中电压，当工件表面温度低于Ac3温度100～200℃时，再次提升电压至高电压，如此冷热循环进行热处理，20s后，降低电压至低电压，实现工件冷却，完成热处理。试验过程测试了阳极导电截面积与绝缘外壳上横截面面积的比值为1、3、5、 10、15的硬化层深度及阳极腐蚀情况，如表1所示。

表1阳极导电截面积与工件表面等离子放电区面积的比值对工件硬化深度和阳极腐蚀的影响

实验结果表明，阳极导电截面积与工件表面等离子放电区面积的最佳比值为5～10。该比值的减小会导致热量损失、硬化层深度小和阳极腐蚀。比值增加到10以上时，技术效果不明显，而且会使热处理设备的结构复杂化。

实施例2：

采用与实施例1相同设备和方法对工件进行热处理。电极间隙H设置为35mm。在高电压下加热工件表面，当工件表面温度高于Ac3温度100～200℃时，降低电压至中电压，当工件表面温度低于Ac3温度100～200℃时，再次提升电压至高电压，如此冷热循环进行热处理，20s后，降低电压至低电压，实现工件冷却，完成热处理。热处理时，将阳极导电截面积与绝缘外壳上横截面面积的比值设置为10。试验了不同的高电压、中电压、低电压对热处理硬化层深度及硬度的影响，如表2所示。高电压测试范围为240～360V，中电压测试范围为140～250V，低电压测试范围为10～60V。

表2高电压、低电压、冷却电压变化对热处理硬化层深度及硬度的影响

实验结果表明，阳极与工件表面之间的最佳电压配置为：高电压：300～340V，中电压：200～240V，低电压：20～40V。高电压和中电压高于最佳配置会导致表面过热和(或) 等离子层击穿，高电压和中电压低于最佳配置会导致无加热效果或加热模式的破坏。低电压会影响冷却速度，高于最佳低电压范围时，形成具有低硬度和低应力水平的表面结构，低于最佳低电压范围时，形成具有高应力水平、裂纹缺陷和高硬度的结构，在最佳低电压范围内冷却，可以形成具有高硬度和足够低应力水平的表面结构。

实施例3：

采用与实施例1相同设备和方法对工件进行热处理。电极间隙H设置为35mm，阳极导电截面积与绝缘外壳上横截面面积的比值设置为10，高电压、中电压、低电压均设置在最佳电压配置范围内。在高电压下加热工件表面，当工件表面温度高于Ac3温度100～200℃时，降低电压至中电压，当工件表面温度低于Ac3温度100～200℃时，再次提升电压至高电压，如此冷热循环进行热处理，20s后，降低电压至低电压，实现工件冷却，完成热处理。

实验结果表明，此种试验条件下获得的表面硬化层，硬度随深度方向波动，波动范围不超过100HV。

实施例4：

采用与实施例1相同设备和方法对工件进行热处理。电极间隙H设置为35mm，阳极导电截面积与绝缘外壳上横截面面积的比值设置为10，高电压、中电压、低电压均设置在最佳电压配置范围内。在高电压下加热工件表面，当工件表面温度达到工件熔点时，降低电压至中电压，当工件表面温度等于工件材料居里点温度时，再次提升电压至高电压，如此冷热循环进行热处理，20s后，降低电压至低电压，实现工件冷却，完成热处理。

实验结果表明，此种大幅度的加热和冷却速度的试验条件，能够获得的分层结构的表面硬化层，多个硬层与较软层交替分布，硬度波动范围最大超过200HV。这种软硬交替的表面热处理层，确保了应力的释放、产品表面的物理和机械性能的提高。

上述实施例中，实施例3所述方法适用于高碳合金工件表面硬化处理，实施例4适用于低碳钢表面硬化处理。

图6所示为含碳量0.5％的铁基合金表面硬化深度及硬度与加热时间t和电压U的关系图，高电压和中电压循环处理时，处理时间为15～70s时，可实现5～20次热循环，获得1～10mm厚的耐磨硬化层。在20～40V的低电压下冷却，可以有效防止硬化裂纹的产生。

本发明提出的电解等离子热处理设备，其电解液射流系统保证了电解液表面的波浪形状，且该波浪的波形振幅为1～2mm(根据电解液的消耗量而变化)，而电解液与工件的间隙控制在0.1～2mm，这确保了电解液和工件之间产生等离子放电，并且保证了由放电引起的等离子层电流强度可调。

推广使用本发明所提出的电解热处理设备，可实现各种合金工件表面的高质量热处理，依托本发明所提设备的热处理技术稳定可靠。

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。

尽管本文较多地使用了图中附图标记：工件1，硬化层2，间隙3，电源4，第一导线5，第二导线6，自动控制系统7，模拟系统8，屏蔽线9，气缸10，活塞杆11，平台12，管道13；安装孔14，传感器15，传感器外壳16，孔17，加热器金属外壳18，阳极19，绝缘外壳20，从传感器到加热器的绝缘外壳上横截面的距离L，工件表面和加热器的绝缘外壳之间的间隙δ，加热器的绝缘外壳上横截面的直径D，活塞杆直径d等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (15)

1.一种电解等离子热处理设备，其特征在于：由电解液、电解液供给系统以及电压调节系统构成，电解液供给系统包含气缸(10)、活塞杆(11)、平台(12)、管道(13)、安装孔(14)、孔(17)、加热器金属外壳(18)、绝缘外壳(20)；电压调节系统包含电源(4)、第一导线(5)、第二导线(6)、自动控制系统(7)、模拟系统(8)、屏蔽线(9)、传感器(15)、传感器外壳(16)、阳极(19)；气缸(10)固定在平台(12)上，气缸(10)内装配活塞杆(11)，活塞杆(11)底部开有安装孔(14)，活塞杆(11)顶部密封固定加热器金属外壳(18)，在活塞杆(11)与加热器金属外壳(18)接触面开孔(17)，在加热器金属外壳(18)顶部固定带有通孔的阳极(19)，传感器外壳(16)穿过活塞杆(11)、加热器金属外壳(18)及阳极(19)并与三者分别固定，传感器外壳(16)内部安装传感器(15)，绝缘外壳(20)置于加热器金属外壳(18)上方，二者密封接触，绝缘外壳(20)形成了锥形腔体，且该腔体顶部为敞开式，传感器(15)垂直于绝缘外壳(20)的开口平面且与锥形的绝缘外壳(20)同轴，而电极中通道轴与电解液体敞开顶部的轴线相交，第一导线(5)连接工件(1)与电源(4)，第二导线(6)连接阳极(19)与电源(4)，屏蔽线(9)连接传感器(15)与模拟系统(8)。

2.根据权利要求1所述的一种电解等离子热处理设备，其特征在于，所述工件(1)位于绝缘外壳(18)一侧，电解液通过管道(13)供给到气缸(10)，活塞杆(11)从气缸(10)中移出并使加热器升高，直到工件(1)表面和加热器的绝缘外壳(20)之间的间隙(3)尺寸δ达到预定要求，电解液通过孔(17)进入加热器金属外壳(18)的槽中，之后通过阳极(19)的通孔以射流的形式进入绝缘外壳(20)形成的锥形腔体中；电源(4)通过第一导线(5)和第二导线(6)在阳极(19)和工件(1)施加电压，电解液射流在阳极(19)和工件(1)之间通电，在工件(1)和电解液射流边界位置形成薄薄的蒸汽层和局部高压，激发等离子放电，形成硬化层(2)；传感器(15)以非接触方式测量工件(1)受热表面温度，并将该温度通过屏蔽线(9)提供给模拟系统(8)，经过模拟系统(8)转化后提供给自动控制系统(7)，自动控制系统(7)根据温度数据提供控制信号给电源(4)，调整预设电压。

3.根据权利要求1所述的一种电解等离子热处理设备，其特征在于：所述阳极(19)的导电截面积与绝缘外壳(20)上横截面面积的比值为5～10。

4.根据权利要求1所述的一种电解等离子热处理设备，其特征在于：所述加热器外壳(18)由不锈钢制成，绝缘外壳(20)由氟塑料制成。

5.根据权利要求1所述的一种电解等离子热处理设备，其特征在于：所述用于测量工件(1)受热表面温度的传感器(15)由光敏电阻制成。

6.根据权利要求2所述的一种电解等离子热处理设备，其特征在于：所述工件(1)表面和加热器的绝缘外壳(20)之间的间隙(3)尺寸δ是电解液压力、活塞杆直径d、加热器的绝缘外壳(20)上横截面的直径D、以及活塞杆(11)底部安装孔(14)和加热器底部孔(17)的横截面积比值的函数。

7.根据权利要求2所述的一种电解等离子热处理设备，其特征在于：所述传感器(15)内置于电解液下方10～20mm。

8.根据权利要求2所述的一种电解等离子热处理设备，其特征在于：所述安装孔(14)用于控制电解液的流量。

9.根据权利要求2所述的一种电解等离子热处理设备，其特征在于：所述孔(17)用于控制电解液的流量。

10.根据权利要求2所述的一种电解等离子热处理设备，其特征在于：自动控制系统(7)根据温度数据提供控制信号给电源(4)，调整预设电压时，高电压设置范围280～340V，中电压设置范围180～240V，低电压设置范围20～40V。

11.根据权利要求2所述的一种电解等离子热处理设备，其特征在于：采用传感器(15)测量工件(1)表面温度，高电压下热处理时，表面温度高于工件材料Ac3温度100～200℃时，自动控制系统(7)控制电源(4)降低电压至中电压，表面温度低于工件材料Ac3温度100-200℃时，自动控制系统(7)控制电源(4)升高电压至高电压，循环升降电压，直至工件(1)表面硬化层(2)的深度达到预定要求，自动控制系统(7)控制电源(4)降低电压至低电压。

12.根据权利要求2所述的一种电解等离子热处理设备，其特征在于：采用传感器(15)测量工件(1)表面温度，高电压下升温，表面温度达到熔点时，自动控制系统(7)控制电源(4)降低电压至中电压，表面温度降到居里温度时，自工件(1)表面硬化层(2)的深度达到预定要求动控制系统(7)控制电源(4)升高电压至高电压，循环升降电压，直至，自动控制系统(7)控制电源(4)降低电压至低电压。

13.根据权利要求11或12所述的一种电解等离子热处理设备，其特征在于：热循环周期达到设计要求时，自动控制系统(7)控制电源(4)从高电压降低至低电压。

14.根据权利要求11或12所述的一种电解等离子热处理设备，其特征在于：热循环周期达到设计要求时，自动控制系统(7)控制电源(4)从中电压降低至低电压。

15.根据权利要求2所述的一种电解等离子热处理设备，其特征在于：表面温度高于工件材料Ac3温度时，关闭电源(4)实现淬火。

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