CN2577437Y - 管筒状工件内壁等离子体注入装置 - Google Patents
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Abstract
管筒状工件内壁等离子体注入装置，它涉及一种管筒状工件内壁的表面强化装置。由于管筒状工件特定的空间几何尺寸决定离子注入强化方法的应用受到了限制，由于离子注入中离子行走轨迹的直线性(视线性)，使得长管内壁注入几乎不可能。本实用新型包括真空室(1)、中心电极(2)，中心电极(2)轴向穿过管筒状工件(3)的内腔并与电源(6)的正极连接，管筒状工件(3)与高压电源(6)的负电极相连，在管筒状工件(3)的腔体内所述中心电极(2)的外部套有磁体(4)，所述管筒状工件(3)设置在真空室(1)内。它克服了管筒内等离子体对等离子体扩散特性的依赖和管筒内部空间尺寸的限制，提高了气体的离化率，注入效率大大提高。
Description
技术领域：本实用新型涉及一种管筒状工件内壁的表面强化装置，特别是一种等离子体的注入装置。
背景技术：由于管筒状工件特定的空间几何尺寸，决定离子注入强化方法的应用受到了限制，尤其是细长的管筒工件，由于离子注入中离子行走轨迹的直线性(视线性)，使得长管内壁注入几乎不可能，而较大的注入角度使得溅射极为严重，同时离子的垂直射程也较浅，达不到改性效果。ZL00106152公开了一种直流等离子体离子注入装置，它包括真空室、等离子体产生器、靶台和高压电源，该专利配置了等离子体产生器，由于等离子体的扩散特性，使离子会在内部电场的作用下对内部表面形成注入，它虽克服了传统离子注入的视线性问题，但这种工艺方法的前提是内部必需有等离子体存在，即必须备有等离子体产生器，一方面由于等离子体的复合特性，使得管筒状工件内部的等离子体密度必然较低，而且越向内部，密度越低，造成的结果是内部等离子体密度低而且严重的不均匀，管筒越长、越细，问题越严重。另一方面，由于管筒内等离子体体积的有限性高压脉冲一施加，内部离子很快耗尽，此时脉冲只好关断，等待外部等离子体扩散进入，否则再长的脉冲时间也无用。没有离子可以注入，这样的工艺必然决定了相当低的处理效率和电源利用率。
发明内容：本实用新型的目的在于提供一种利用高压脉冲自身的离化作用在管筒内部产生持续不断的等离子体，进而进行离子注入强化的管筒状工件内壁等离子体注入装置，其目的是这样实现的：管筒状工件内壁等离子体注入装置包括真空室1、中心电极2，中心电极2轴向穿过管筒状工件3的内腔并与电源6的正极连接，管筒状工件3与高压电源6的负电极相连，在管筒状工件3的腔体内所述中心电极2的外部套有磁体4，所述管筒状工件3设置在真空室1内。本实用新型的优点在于：利用高压脉冲自身的离化作用在管筒内部产生持续不断的等离子体进行离子注入强化，在合适工况下只要高压脉冲存在，注入就可进行，这样就克服了管筒内等离子体对等离子体扩散特性的依赖和管筒内部空间尺寸的限制。在中心电极的外部套有磁体，磁体产生的磁场可以使电子自由程增加，从而提高了气体的离化率，提高注入效率，从而更好的实现管筒内部表面均匀高效的离子注入强化，注入效率大大提高。
附图说明：图1是本实用新型的结构示意图，图2是具体实施方式二的结构示意图，图3是具体实施方式三的结构示意图。
具体实施方式一：本实施方式包括真空室1、中心电极2，中心电极2轴向穿过管筒状工件3的内腔并与电源6的正极连接，管筒状工件3与高压电源6的负电极相连，在管筒状工件3的腔体内所述中心电极2的外部套有磁体4，在中心电极2与磁体4之间设有绝缘体4-1，绝缘体4-1起到电气隔离的作用，所述管筒状工件3在真空室1内，这样在管筒状工件腔体内部的中心电极和工件内壁之间就有电场存在，在真空室1的侧壁上设有气体注入口1-1，在合适的工艺条件下，在适当的气压范围下和注入电压，辉光放电将会产生，辉光放电产生的等离子体在高压电场的作用下使得离子高速飞向管筒内壁，形成注入，此时若采用乙炔、甲烷等含碳气体则可在工件内壁上形成涂层，而磁体产生的磁场可以使电子自由程增加，从而提高了气体的离化率，更好的实现了管筒状工件内壁均匀高效的离子注入强化。对于较长的管筒，为了防止管壁过热或脉冲电源功率不够，使中心电极2局部裸露，其他部分由绝缘体5包裹，这样高压放电将会被限制，从而控制放电功率，磁体4为永磁体，磁体4设置在中心电极2的裸露部分上，以使气体更好的受到离化，为了能够实现管筒内部均匀地放电处理，可以使中心电极2通过传动装置与电机7连接，使中心电极2作轴向运动和旋转运动，这样可以实现管筒内部均匀地放电处理，在管筒状工件3的外壁与真空室1的内壁之间设置绝缘层9，这样可以避免真空室1与管筒状工件3之间产生异常放电。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是，磁体4设置在中心电极2裸露部分旁边的绝缘体5上。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一、二不同的是，中心电极2全部裸露，磁体4为电磁体，磁体4通过传动装置与电机8连接，使磁体4可以沿中心电极2作轴向运动，这样便会在高压电场的作用下达到均匀的离子注入或涂层的目的。
Claims (5)
1、一种管筒状工件内壁等离子体注入装置，它包括真空室(1)、中心电极(2)，其特征在于中心电极(2)轴向穿过管筒状工件(3)的内腔并与电源(6)的正极连接，管筒状工件(3)与高压电源(6)的负电极相连，在管筒状工件(3)的腔体内所述中心电极(2)的外部套有磁体(4)，所述管筒状工件(3)设置在真空室(1)内。
2、根据权利要求1所述的管筒状工件内壁等离子体注入装置，其特征在于在真空室(1)的侧壁上设有气体注入口(1-1)。
3、根据权利要求1所述的管筒状工件内壁等离子体注入装置，其特征在于中心电极(2)局部裸露，其他部分由绝缘体(5)包裹。
4、根据权利要求3所述的管筒状工件内壁等离子体注入装置，其特征在于磁体(4)为永磁体，磁体(4)设置在中心电极(2)的裸露部分上。
5、根据权利要求3所述的管筒状工件内壁等离子体注入装置，其特征在于磁体(4)为永磁体，磁体(4)设置在中心电极(2)裸露部分旁边的绝缘体(5)上。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109338292A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-02-15 | 温州职业技术学院 | 一种管件内壁真空镀膜装置及生产工艺 |
| CN111962038A (zh) * | 2020-09-23 | 2020-11-20 | 兰州天亿石化设备维修技术有限公司 | 一种大口径高压金属软管内壁镀膜装置及方法 |
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2002
- 2002-09-30 CN CN 02275573 patent/CN2577437Y/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN111962038A (zh) * | 2020-09-23 | 2020-11-20 | 兰州天亿石化设备维修技术有限公司 | 一种大口径高压金属软管内壁镀膜装置及方法 |
| CN111962038B (zh) * | 2020-09-23 | 2023-05-12 | 兰州天亿石化设备维修技术有限公司 | 一种大口径高压金属软管内壁镀膜装置及方法 |
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