CN1216179C - 低温真空等离子体渗硫工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属表面处理技术领域，尤其是一种用于金属表面减磨抗磨的低温真空等离子体渗硫的工艺方法。原理是利用离子轰击，使工件表面形成FeS，达到渗硫目的，具体方法是将工件放在低真空容器的阴极板上，将真空容器外壳接阳极，加入少量硫。在阴阳极两端加一直流电压，当电压达到某一数值时，此时硫在电场作用下直接电离成硫离子，气体电离后所得正离子，在向阴极运动时，在阴极附近受到急剧的阴极压降作用而加速，这种高速运动的离子轰击金属表面，进入金属基体内，形成渗硫层。该方法具有真空度要求低、渗硫工艺温度低，节省能源、工作可靠性强等优点。
Description
涉及领域
本发明涉及金属表面处理技术领域，尤其是一种用于金属表面减磨抗磨的低温真空等离子体渗硫的工艺方法。
背景技术
国外渗硫多采用电解法，由于产生氰化物，污染大，还具有改变表面精度和表面粗糙度等缺点。发明名称为离子氮碳共渗和中温离子渗硫复合处理方法、专利号为97125869.4、授权公告号CN1049252C的发明专利公开了一种渗氮、碳、硫为一步完成的方法，其中渗硫工艺工件的温度为200-400℃，真空度600-800Pa，该工艺消耗能源高，而且在高温加热时，工件容易变形，使成品率降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种低温真空等离子体渗硫工艺方法，该工艺方法不改变被处理工件的粗糙度、精度、硬度及金相结构，离子进入工件表面内形成自润滑层与基体浑然一体，抗咬合性能优良。
低温真空等离子渗硫原理：利用离子轰击，使工件表面形成FeS，达到渗硫目的。具体方法是将工件放在低真空容器的阴极板上，将真空容器外壳接阳极，加入少量硫。在阴阳极两端加一直流电压，当电压达到某一数值时，此时硫在电场作用下直接电离成硫离子，气体电离后所得正离子，在向阴极运动时，在阴极附近受到急剧的阴极压降作用而加速，这种高速运动的离子轰击金属表面，进入金属基体内，形成渗硫层。
低温真空等离子体渗硫工艺方法包括下列步骤：
1)待渗硫工件首先进行前处理，进行清洗工作，采用汽油和煤油清洗及超声波清洗的方法以去掉待渗硫面的油污及杂质，非渗硫面要进行覆盖、屏蔽作业；
2)待渗硫工件清洗之后放入大型工业化合成炉内，工件为阴极，炉壳为阳极，升温并抽真空至50Pa，向炉内通氨气和硫化氢，保持真空不高于50Pa，升高电压至起辉光为止，当温度升到预定温度后，开始保温；
3)保温结束后，停止供气并抽气，切断辉光电源，零件在渗硫气氛中随炉冷却，待零件降至60℃以下方可出炉，出炉后及时除油防锈。
4)主要技术参数：
(1)阴阳极在非真空状态下，绝缘电阻≤4×106Ω；
(2)阴阳极之间在非真空状态下承受工频电压2V0+1000V耐压无击穿现象；
(3)极限真空度≥6.7Pa；
(4)在空炉状态3m炉大气压抽到极限真空所需时间≤30分钟，4m炉≤40分钟；
(5)在工作气体最大流量情况下，真空泵应保证在所要求的真空度50-10Pa；
(6)额定电网电压380V±10％；
(7)整流输出电压额定1000V，在200V以上时，连续调整时无突跳现象；
(8)直流输出额定电流为45A，并可连续可调；
(9)交流额定功率60KW；
(10)渗硫容器内部最高温度250℃；
(11)灭弧时间10-4S；
(12)用水量400Kg/h。
本发明的优点是：与离子氮碳方法相比具有真空度要求低、渗硫工艺温度低，节省能源、工作可靠性强等优点，渗硫后产品可靠性和寿命提高3-5倍。与电解法相比熔盐没有氰化物，对操作工人身体健康和环保有利，对工件尺度精度、粗糙度不改变，渗硫层可控，不影响基层硬度，不改变渗件尺寸。
具体实施方式
低温真空等离子体渗硫工艺方法按如下步骤操作：
1)工件清洗；待渗硫工件首先进行前处理，进行清洗工作，采用汽油和煤油清洗及超声波清洗的方法以去掉待渗硫面的油污及杂质，非渗硫面要进行覆盖、屏蔽作业；
2)硫化操作；
(1)待渗硫工件清洗之后放入大型工业化合成炉内，工件为阴极，炉壳为阳极，合上电源总开关，打开真空泵，逐渐打开手动阀门。待真空抽到50Pa时，关掉真空泵，向炉内通氨气，到真空降到10Pa时关掉氨气，停留10分钟，再继续抽真空。
(2)待真空抽到50Pa以内打开高压开关，保持真空不高于50Pa。
(3)将电流开关I档打开，逐渐调整高压电位器，升高电压至起辉光为止。
(4)根据炉内工件打弧、辉光、温度和真空等情况，调整高压电位器。
(5)根据不同的工件和工件的清洁度，选择电流开关I-IV档，在换档前务必将高压电位器调至最低，然后换档。
(6)当温度升到预定温度后，开始保温，一小时后关机。自然冷却，工件出炉涂油包装。严禁高温出炉。
(7)关机时务必将高压电位器调至最低，然后关掉电流档，最后关掉高压开关。
Claims (1)
1.一种低温真空等离子体渗硫工艺方法，其特征在于包括下列步骤：
1)待渗硫工件首先进行前处理，进行清洗工作，采用汽油和煤油清洗及超声波清洗的方法以去掉待渗硫面的油污及杂质，非渗硫面要进行覆盖、屏蔽作业；
2)待渗硫工件清洗之后放入大型工业化合成炉内，工件为阴极，炉壳为阳极，升温并抽真空至50Pa，向炉内通氨气和硫化氢，保持真空不高于50Pa，升高电压至起辉光为止，当温度升到预定温度后，开始保温；
3)保温结束后，停止供气并抽气，切断辉光电源，零件在渗硫气氛中随炉冷却，待零件降至60℃以下方可出炉，出炉后及时除油防锈；
4)主要技术参数：
(1)阴阳极在非真空状态下，绝缘电阻≤4×106Ω；
(2)阴阳极之间在非真空状态下承受工频电压2V0+1000V耐压无击穿现象；
(3)极限真空度≥6.7Pa；
(4)在空炉状态3m炉大气压抽到极限真空所需时间≤30分钟，4m炉≤40分钟；
(5)在工作气体最大流量情况下，真空泵应保证在所要求的真空度50-10Pa；
(6)额定电网电压380V±10％；
(7)整流输出电压额定1000V，在200V以上时，连续调整时无突跳现象；
(8)直流输出额定电流为45A，并可连续可调；
(9)交流额定功率60KW；
(10)渗硫容器内部最高温度250℃；
(11)灭弧时间10-4S；
(12)用水量400Kg/h。
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| CN 03135001 CN1216179C (zh) | 2003-09-30 | 2003-09-30 | 低温真空等离子体渗硫工艺方法 |
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