CN207418838U - 一种离子渗氮氧化复合处理炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种离子渗氮氧化复合处理炉，包括基座，基座的上侧固定设置有底座，底座的上侧固定设置有下炉盖，下炉盖的上侧固定设置有炉体，炉体的上侧固定设置有上炉盖，下炉盖的内侧下部固定设置有延伸到下炉盖的外部的抽气环管，上炉盖的外侧上部固定真空电机，真空电机的上部通过连接杆固定连接有液压升降装置，绝缘座的上侧且位于载物台的外侧设置有小圆筒，绝缘座的上侧且位于小圆筒的外侧设置有大圆筒，小圆筒的上端固定设置有绝缘陶瓷片，本实用新型涉及离子渗氮炉技术领域。该离子渗氮氧化复合处理炉，氮化氧化效果好，离子氧化的时间长，升降稳定性好，液压机构的连接简单，制作成本低，不容易产生损坏，便于维修。

Description

一种离子渗氮氧化复合处理炉

技术领域

本实用新型涉及离子渗氮炉技术领域，具体为一种离子渗氮氧化复合处理炉。

背景技术

低合金钢广泛用于制造汽车、拖拉机、船舶、汽轮机、重型机床的各种一种离子渗氮氧化复合处理炉零件，为満足其服役条件和延长使用寿命，需对表面进行热处理，提高其表面强度，耐磨性，耐腐蚀性和抗疲労强度等。离子氮化作为热处理之一被广泛应用。经高子渗氮后的零件，表面硬度高，耐磨性好，且耐腐腐蚀性和疲劳强度都有较大的提高。但在离子氮化过程中化合物层的存在疏松问题，在零件表面形成一些大小不等、形状不一的孔洞，对耐磨性和耐蚀性有一定影响。为了克服以上问题，氮化氧化复合处理作为一种能同时満足耐磨、耐腐蚀性能要求的工艺，已被广泛研究与应用。这些氮化氧化复合处理技术相同点都是以工件作为阴极，这就存在四大方面弊端：

在离子氮化过程中，离子轰击工件表面，存在着温度不均匀、表面打弧和边缘效应等问题；氮化后在表面进行离子氧化效果欠佳，需要较长的氧化时间。

离子渗氮是一种可以显著提高钢铁零件表面耐磨损、疲劳、腐蚀、抗高温氧化和提高工件寿命的金属表面强化工艺。它是将待处理的工件放在真空容器中，并充以133～1333Pa低压的含氮气体，以工件作为阴极，真空容器的壁罩作为阳极或在容器内另设金属阳极，在阴阳极之间加上数百伏直流电压，两极间的稀薄气体被电离，从而产生辉光放电的工艺过程。当辉光被点燃后，由于容器中的气体被电离，正离子向作为阴极的工件运动，电子将飞向阳极，这样阴阳极间就有连续的电流通过，氮和氢的离子在高压电场的作用下，以很大的能量轰击工件表面，产生大量的热量把工件加热到所需要的温度，同时氮的正离子在工件表面产生复合，化学反应和吸附、扩散的物理化学反应，较快的形成了高硬度的氮化层及多元素的化学层。用于完成这种工件表面强化工艺的专用设备称之为离子渗氮炉。

升降机由行走机构，液压机构，电动控制机构，支撑机构组成的一种升降机设备。升降机存在诸多的不足之处，例如，有的液压机构的连接复杂，制作成本高，容易产生损坏，不便于维修，稳定性差，升降幅度小，衔接不够牢固。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种离子渗氮氧化复合处理炉，解决了氮化氧化效果差，产生打弧和边缘效应，离子氧化的时间长，升降稳定性差，升降幅度小，液压机构的连接复杂，制作成本高，容易产生损坏，不便于维修的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种离子渗氮氧化复合处理炉，包括基座，其特征在于：所述的基座的上侧固定设置有底座，所述的底座的上侧固定设置有下炉盖，所述的下炉盖的上侧固定设置有炉体，所述的炉体的上侧固定设置有上炉盖，所述的下炉盖的内侧下部固定设置有延伸到下炉盖的外部的抽气环管，所述的炉体的内侧下端固定设置有阴极盘，所述的阴极盘的上侧固定设置有导向环板，所述的上炉盖的内部中间位置固定设置有热交换器，所述的上炉盖内部且位于热交换器的下方固定设置有延伸到上炉盖外部的进气环管，所述的上炉盖的内部中间位置且位于热交换器的上侧设置有离心风机，所述的上炉盖的外侧上部固定设置有与离心风机连接的真空电机，所述的真空电机的上部通过连接杆固定连接有液压升降装置，所述的液压升降装置的下端固定设置在基座的上侧,所述的导向环板的上侧中间位置固定设置有支座，所述的支座的上侧固定设置有载物台，所述的导向环板的上侧且位于支座的外部固定设置有绝缘座，所述的绝缘座的上侧且位于载物台的外侧设置有小圆筒，所述的绝缘座的上侧且位于小圆筒的外侧设置有大圆筒，所述的炉体的侧部设置有进气口，所述的炉体的外部设置有通过管道与进气口连接的氨气瓶、氧气瓶和氩气瓶；

所述液压升降装置包括支撑座，所述的支撑座的上侧固定竖直设置有液压缸，所述的液压缸上端固定设置有托板，所述的托板上侧设置有护栏。

优选的，所述的小圆筒的上端固定设置有绝缘陶瓷片，所述载物台由不锈钢板制成，所述载物台的上侧设置有工件。

优选的，所述的炉体的内部设置有水冷层，所述的炉体的内部且位于水冷层的外侧设置有真空层。

优选的，所述上炉盖的上侧设置有压力安全阀和电接点压力表。

优选的，所述小圆筒和大圆筒由低碳钢制成。

优选的，所述的液压缸的数量为四个且成均匀对称设置。

(三)有益效果

本实用新型提供了一种离子渗氮氧化复合处理炉。具备以下有益效果：

(1)、该离子渗氮氧化复合处理炉，通过离子氧化后处理，在氮化层表面再生成氧化膜，将氮化后产生疏松缺陷克服，提高了表面耐蚀性和耐磨性；将工件作为阳极，避免了传统工艺中将工件作为阴极所引起的表面打弧等缺点，氧化膜层的完整性好；由于本发明将等离子体渗扩与真空气体渗扩的优点相结合，将铝试样基体与真空炉炉壁相连接，即把工件作为阳极进行表面改性处理；通过空心阴极装置的放置，用空心阴极放电提高放电强度和离化率，从而产生高浓度、高活性的渗扩物质，在表面形成耐蚀性好，硬度高，同时磨损性能良好的改性层；利用双层圆筒来实现空心阴极放电，提高了氮化氧化加工效率；达到了增强氮化氧化效果、避免产生打弧和边缘效应、缩短离子氧化的时间的目的，工件作为阳极与离子反应更加迅速，氧化膜层的致密性，氧化膜的组织结构致密，与单独离子渗氮处理相比，更加有效地阻石导腐蚀环境对金属的腐腐蚀。

(2)、该离子渗氮氧化复合处理炉，通过液压升降装置的支撑座，支撑座的上侧固定竖直设置有液压缸，液压缸上端固定设置有托板，托板上侧设置有护栏。液压升降装置结构简单，稳定性和可靠性高，不容易损坏，便于维护维修。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型液压升降装置的结构示意图；

图3为本实用新型炉体的结构示意图。

图中：1基座、2底座、3下炉盖、4炉体、401水冷层、402真空层、5 上炉盖、6抽气环管、7阴极盘、8液压升降装置、801支撑座、802液压缸、 803托板、804护栏、9导向环板、10热交换器、11进气环管、12离心风机、 13真空电机、14连接杆、15压力安全阀、16电接点压力表、17冷却水进水管、18冷却水出水管、19支座、20载物台、21绝缘座、22小圆筒、23大圆筒、24绝缘陶瓷片、25氧气瓶、26氩气瓶、27进气口、28氨气瓶、29工件。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，一种离子渗氮氧化复合处理炉，包括基座1，基座1的上侧固定设置有底座2，底座2的上侧固定设置有下炉盖3，下炉盖3的上侧固定设置有炉体4，炉体4的上侧固定设置有上炉盖5，下炉盖3的内侧下部固定设置有延伸到下炉盖3的外部的抽气环管6，炉体4的内侧下端固定设置有阴极盘7，阴极盘7的上侧固定设置有导向环板9，上炉盖5的内部中间位置固定设置有热交换器10，上炉盖5内部且位于热交换器10的下方固定设置有延伸到上炉盖5外部的进气环管11，上炉盖5的内部中间位置且位于热交换器10的上侧设置有离心风机12，上炉盖5的外侧上部固定设置有与离心风机12连接的真空电机13，真空电机13的上部通过连接杆14固定连接有液压升降装置8，液压升降装置8的下端固定设置在基座1的上侧,所述的导向环板9的上侧中间位置固定设置有支座19，支座19的上侧固定设置有载物台20，导向环板9的上侧且位于支座19的外部固定设置有绝缘座21，绝缘座21的上侧且位于载物台20的外侧设置有小圆筒22，绝缘座21的上侧且位于小圆筒22的外侧设置有大圆筒23，炉体4的侧部设置有进气口27，炉体4的外部设置有通过管道与进气口27连接的氨气瓶28、氧气瓶25和氩气瓶26；

液压升降装置8包括支撑座801，支撑座801的上侧固定竖直设置有液压缸802，液压缸802上端固定设置有托板803，托板803上侧设置有护栏 804。小圆筒22的上端固定设置有绝缘陶瓷片24，载物台20由不锈钢板制成，载物台20的上侧设置有工件29。炉体4的内部设置有水冷层401，炉体 4的内部且位于水冷层401的外侧设置有真空层402。上炉盖5的上侧设置有压力安全阀15和电接点压力表16。小圆筒22和大圆筒23由低碳钢制成。液压缸802的数量为四个且成均匀对称设置。

使用时，用工业清洗剂清洗工件9表面，然后进行装炉，将工件29放置在裁物台20上，启动真空泵抽气，当真空炉内真空度达到10～20Pa时，打开氨气瓶28，通过进气口2充入净化过的氨气，调节氨气的流量，使真空炉内的压强保持在133～1333Pa，打开真空电机13，使真空炉内的氨气在高压电场的作用下发生电离，产生辉光放电效应；氮化处理：调节小圆筒22和大圆筒23之间的间距，在小圆筒22和大圆筒23与阴极真空电机连接后，调节真空炉内气压，产生辉光放电，电子震荡，产生弧光放电即空心明极放电，产生高浓度、高活性含氮物质，通过小圆筒22上分布的孔洞，在工件29表面快速饱和并反应扩散，形成氮化物层，氮化的具体参数可根据工艺要求条件进行调节，压强控制在200～2000Pa内，氮化时间在2～20小时内；氧化处理：氮化处理完成之后，关闭氨气瓶3，重新抽真空到达到10Pa左右，其后，打开氧气瓶4，向炉内充入氧气，控制气压在50～500Pa内，并逐步调节电压、电流，控制氧化温度在300～500摄氏度，通过流量计调节真空炉内气压，使双层圆筒保持空心阴极放电，期间可根据实际情况如温度下降时，打开氩气瓶25，充入氩气，让氩气引起、般射，从而增加放电强度，维持工件氧化所需温度，根据工艺要求控制氧化时间为10～150分钟；冷却阶段：将真空炉内抽成低真空，关掉真空电机13，待工件29随真空炉冷却到100 摄氏度时出炉。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种离子渗氮氧化复合处理炉，包括基座(1)，其特征在于：所述的基座(1)的上侧固定设置有底座(2)，所述的底座(2)的上侧固定设置有下炉盖(3)，所述的下炉盖(3)的上侧固定设置有炉体(4)，所述的炉体(4)的上侧固定设置有上炉盖(5)，所述的下炉盖(3)的内侧下部固定设置有延伸到下炉盖(3)的外部的抽气环管(6)，所述的炉体(4)的内侧下端固定设置有阴极盘(7)，所述的阴极盘(7)的上侧固定设置有导向环板(9)，所述的上炉盖(5)的内部中间位置固定设置有热交换器(10)，所述的上炉盖(5)内部且位于热交换器(10)的下方固定设置有延伸到上炉盖(5)外部的进气环管(11)，所述的上炉盖(5)的内部中间位置且位于热交换器(10)的上侧设置有离心风机(12)，所述的上炉盖(5)的外侧上部固定设置有与离心风机(12)连接的真空电机(13)，所述的真空电机(13)的上部通过连接杆(14)固定连接有液压升降装置(8)，所述的液压升降装置(8)的下端固定设置在基座(1)的上侧,所述的导向环板(9)的上侧中间位置固定设置有支座(19)，所述的支座(19)的上侧固定设置有载物台(20)，所述的导向环板(9)的上侧且位于支座(19)的外部固定设置有绝缘座(21)，所述的绝缘座(21)的上侧且位于载物台(20)的外侧设置有小圆筒(22)，所述的绝缘座(21)的上侧且位于小圆筒(22)的外侧设置有大圆筒(23)，所述的炉体(4)的侧部设置有进气口(27)，所述的炉体(4)的外部设置有通过管道与进气口(27)连接的氨气瓶(28)、氧气瓶(25)和氩气瓶(26)；

所述液压升降装置(8)包括支撑座(801)，所述的支撑座(801)的上侧固定竖直设置有液压缸(802)，所述的液压缸(802)上端固定设置有托板(803)，所述的托板(803)上侧设置有护栏(804)。

2.根据权利要求1所述的一种离子渗氮氧化复合处理炉，其特征在于：所述的小圆筒(22)的上端固定设置有绝缘陶瓷片(24)，所述载物台(20)由不锈钢板制成，所述载物台(20)的上侧设置有工件(29)。

3.根据权利要求1所述一种离子渗氮氧化复合处理炉，其特征在于：所述的炉体(4)的内部设置有水冷层(401)，所述的炉体(4)的内部且位于水冷层(401)的外侧设置有真空层(402)。

4.根据权利要求1所述一种离子渗氮氧化复合处理炉，其特征在于：所述上炉盖(5)的上侧设置有压力安全阀(15)和电接点压力表(16)。

5.根据权利要求1所述的一种离子渗氮氧化复合处理炉，其特征在于：所述小圆筒(22)和大圆筒(23)由低碳钢制成。

6.根据权利要求1所述的一种离子渗氮氧化复合处理炉，其特征在于：所述的液压缸(802)的数量为四个且成均匀对称设置。