PL234237B1 - Sposób jarzeniowego azotowania wewnętrznych powierzchni tulei, zwłaszcza luf - Google Patents
Sposób jarzeniowego azotowania wewnętrznych powierzchni tulei, zwłaszcza luf Download PDFInfo
- Publication number
- PL234237B1 PL234237B1 PL423210A PL42321017A PL234237B1 PL 234237 B1 PL234237 B1 PL 234237B1 PL 423210 A PL423210 A PL 423210A PL 42321017 A PL42321017 A PL 42321017A PL 234237 B1 PL234237 B1 PL 234237B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- cathode
- magnetic field
- anode
- nitriding
- glow
- Prior art date
Links
Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
Istota sposobu jarzeniowego azotowania wewnętrznych powierzchni tulei, zwłaszcza luf, w którym obrabiany przedmiot stanowiący katodę umieszcza się w próżni od 1 do 1500 Pa i łączy z dodatnim biegunem stałego napięcia wyładowania jonizującego o wartości 300 - 2000 V a do wnętrza obrabianego przedmiotu wprowadza się rurową anodę korzystnie z otworami dla przepływu atmosfery reakcyjnej stanowiącej mieszaninę wodoru i azotu, polega na tym, że jednocześnie na całą lub wybrane części obrabianej powierzchni katody (K) działa się polem magnetycznym o indukcji większej od 25 mT, przy czym źródło tego pola magnetycznego korzystnie umieszcza się wewnątrz anody i intensywnie chłodzi się go, ponadto, o ile wyładowanie jarzeniowe nie zapewnia wymaganej temperatury azotowania, obrabianą powierzchnię katody (K) dogrzewa się korzystnie promieniowaniem podczerwonym.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób azotowania wewnętrznych powierzchni tulei, zwłaszcza luf.
Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 132719 sposób wytwarzania dyfuzyjnych warstw azotowych na wewnętrznych powierzchniach cylindrów polegający na tym, że obrabiany przedmiot umieszcza się w komorze jarzeniowej, podłącza do źródła prądu jako katodę i zaślepia z obydwu stron izolacyjnymi zatyczkami z małymi otworami, przy czym przez jeden z tych otworów przeciska się rurkę z promieniowymi otworami podłącza do źródła prądu jako anodę, a następnie do komory jarzeniowej na zewnątrz tulei dozuje się atmosferę azotującą stanowiącą mieszaninę wodoru i azotu. Proces prowadzi się przy ciśnieniu w komorze na zewnątrz tulei rzędu 100 do 1500 Pa.
Znany jest też z polskiego opisu patentowego nr 135088 sposób azotowania jarzeniowego przedmiotów stalowych polegający na tym, że proces prowadzi się w warunkach wyładowań jarzeniowych widocznych Towsenda oraz normalnych przy gęstościach prądu od 0,03 do 0,5 mA/cm2 a brakującą energię do uzyskania przez wsad temperatury procesu doprowadza się przez dogrzewanie oporowe, co pozwala na zmniejszenie mocy wyładowania jarzeniowego. Wadą tych sposobów jest to, że wymagają one wysokich ciśnień atmosfery azotującej większych od 100 Pa, co jest nie korzystne, bo istnieje niebezpieczeństwo występowania zjawiska wnęk katodowych powstających w przestrzeniach szczelin i otworów. Koncentracja energii wyładowania jarzeniowego w obszarze wnęki katodowej doprowadza do lokalnego wzrostu temperatury i niepożądanej degradacji pierwotnej struktury, uzyskanej w procesach ulepszania cieplnego takich jak austenityzacja, hartowanie czy odpuszczenie przedmiotu obrabianego. Wysokie ciśnienia atmosfery reaktywnej większe od 100 Pa, w warunkach anomalnego wyładowania jarzeniowego, powoduje całkowite pokrycie katody poświatą katodową. To z kolei wymaga specjalnego przygotowania wszystkich powierzchni wsadu, na przykład toczenia, szlifowania, wygładzania, czy trawienia chemicznego w celu jego oczyszczenia i eliminacji niekorzystnych zjawisk wyładowań łukowych. Wyładowaniom łukowym, sprzyja zbyt wysoka chropowatość powierzchni i zanieczyszczenie warstwami tlenkowymi. Ostrza i tlenki w warunkach wyładowania jarzeniowego wywołują zjawiska lokalnej, powierzchniowej koncentracji łuku elektrycznego. Wyładowanie łukowe w postaci przemieszczających się plamek katodowych degraduje materiał powierzchni i zmienia jego własności chemiczne , fizyczne i mechaniczne.
Celem wynalazku było opracowanie sposobu azotowania wewnętrznych powierzchni tulei, przy zdecydowanie mniejszych ciśnieniach atmosfery reakcyjnej.
Istota sposobu jarzeniowego azotowania wewnętrznych powierzchni tulei, zwłaszcza luf, w którym obrabiany przedmiot stanowiący katodę umieszcza się w próżni od 1 do 1500 Pa i łączy z dodatnim biegunem stałego napięcia wyładowania jonizującego o wartości 300-2000 V a do wnętrza obrabianego przedmiotu wprowadza się rurową anodę korzystnie z otworami dla przepływu atmosfery reakcyjnej stanowiącej mieszaninę wodoru i azotu, polega na tym, że jednocześnie na całą lub wybrane części obrabianej powierzchni katody działa się polem magnetycznym o indukcji większej od 25 mT, przy czym źródło tego pola magnetycznego korzystnie umieszcza się wewnątrz anody i intensywnie chłodzi się go, ponadto, o ile wyładowanie jarzeniowe nie zapewnia wymaganej temperatury azotowania, obrabianą powierzchnię katody K dogrzewa się korzystnie promieniowaniem podczerwonym. Pole magnetyczne można też przesuwać się względem obrabianej powierzchni.
Dzięki wprowadzeniu pola magnetycznego proces można prowadzić przy znacznie mniejszych ciśnieniach atmosfery reakcyjnej nawet o 100% mniejszych, co wynika z poniższych wyjaśnień. Wprowadzenie pola magnetycznego w przestrzeń przykatodową zwiększyło w tym obszarze drogę elektronów swobodnych odpowiedzialnych za jonizacje gazu. Wartość indukcji pola magnetycznego na powierzchni anody i w przestrzeni międzyelektrodowej w kierunku katody zmienia się od 200 do 5 miliTesli i jest największa na powierzchni anody. Pole magnetyczne w przestrzeni anody pułapkowane jest przez ferromagnetyczny materiał katody. Linie sił pola przy powierzchni anody otwierają się w kierunku ferrytycznej katody. Taka geometria pola magnetycznego i elektrycznego w warunkach obniżonego ciśnienia pozwala nadać większą drogę swobodną elektronom czyli rotacji elektronów wokół linii sił pola magnetycznego w obszarze katodowym i wywołać ich dryf w kierunku katodowym, doprowadzając do wyładowania jarzeniowego i pokrycia powierzchni katody poświatą katodową, w której zachodzą zjawiska enukleacji aktywnej atmosfery obróbczej inicjującej procesy dyfuzyjne w tym azotowania. Możliwość generacji lokalnego, objętego polem magnetycznym anody obszaru spadku katodowego na powierzchni wewnętrznej przewodu lufowego i w warunkach obniżonego ciśnienia, pozwala prowadzić proces azotowania wewnątrz otworu lufowego bez konieczności przygo
PL 234 237 B1 towania mechanicznego, czy chemicznego lub maskowania powierzchni nie azotowanych. Proces azotowania wewnętrznego luf z zastosowaniem anody z polem magnetycznym wymaga najczęściej stosowania dodatkowego zewnętrznego źródła ciepła w postaci promienników podczerwieni, lub wzbudników indukcyjnych pozwalających nagrzać powierzchnie katody włączając do tego energię wyładowania jarzeniowego do temperatury azotowania 350-6OO°C.
Przedmiot wynalazku uwidoczniono bliżej w poniższych przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie zasadę działania procesu, w którym atmosferą reakcyjną wprowadza się z zewnątrz anody a fig. 2 - schemat procesu, w którym atmosferą reakcyjną wprowadza się za pośrednictwem anody.
P r z y k ł a d I
Azotowaniu poddano stal 45. Do rury R anody wprowadzono źródło pola magnetycznego złożone z członów C jako magnesów neodymowych, które osadzono na rurce chłodzącej H. W przestrzeni między katodą K a rurą R anody wytworzono próżnię 50 Pa. Katodę K podłączono do dodatniego bieguna napięcia Uj jako katodę K, przy czym wartość tego napięcia Uj ustalono jako 650 V. Po uzyskaniu na niej w wyniku wyładowania jarzeniowego oraz wspomagającego promieniowania podczerwonego wymaganej temperatury azotowania 540°C przez przestrzeń między katodą K a rurą R anody przepuszczano mieszaninę azotu i wodoru w proporcji 30-70 a ustalone doświadczalnie ciśnienie tej mieszaniny wyniosło 50 Pa.
P r z y k ł a d II
Proces azotowania prowadzono tak, jak w przykładzie I z tą różnicą, że mieszaninę azotu i wodoru wprowadzano w przestrzeń katody K poprzez rurę R i jej otwory perforacyjne O. Optymalne ciśnienie tej mieszaniny ustalono na 60 Pa.
Claims (2)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób jarzeniowego azotowania wewnętrznych powierzchni tulei, zwłaszcza luf, w którym obrabiany przedmiot stanowiący katodę umieszcza się w próżni od 1 do 1500 Pa i łączy z dodatnim biegunem stałego napięcia wyładowania jonizującego o wartości 300-2000 V a do wnętrza obrabianego przedmiotu wprowadza się rurową anodę korzystnie z otworami dla przepływu atmosfery reakcyjnej stanowiącej mieszaninę korzystnie wodoru i azotu, znamienny tym, że jednocześnie na całą lub wybrane części obrabianej powierzchni katody K działa się polem magnetycznym o indukcji większej od 25 mT, przy czym źródło tego pola magnetycznego korzystnie umieszcza się wewnątrz anody i intensywnie chłodzi się go, ponadto, o ile wyładowanie jarzeniowe nie zapewnia wymaganej temperatury azotowania, obrabianą powierzchnię katody K dogrzewa się korzystnie promieniowaniem podczerwonym.
- 2. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że pole magnetyczne przesuwa się względem obrabianej powierzchni.PL 234 237 Β1RysunkiFig. 1Fig. 2
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL423210A PL234237B1 (pl) | 2017-10-19 | 2017-10-19 | Sposób jarzeniowego azotowania wewnętrznych powierzchni tulei, zwłaszcza luf |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL423210A PL234237B1 (pl) | 2017-10-19 | 2017-10-19 | Sposób jarzeniowego azotowania wewnętrznych powierzchni tulei, zwłaszcza luf |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL423210A1 PL423210A1 (pl) | 2019-04-23 |
PL234237B1 true PL234237B1 (pl) | 2020-01-31 |
Family
ID=66167917
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL423210A PL234237B1 (pl) | 2017-10-19 | 2017-10-19 | Sposób jarzeniowego azotowania wewnętrznych powierzchni tulei, zwłaszcza luf |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
PL (1) | PL234237B1 (pl) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10185440A (ja) * | 1996-12-25 | 1998-07-14 | Toyota Motor Corp | アルミニウム材の低温窒化方法及び低温アルミニウム窒化炉 |
JP2001150074A (ja) * | 1999-12-01 | 2001-06-05 | Honda Motor Co Ltd | 無端状金属ベルトの製造方法 |
DE10020118B4 (de) * | 2000-04-22 | 2009-11-12 | Schaeffler Kg | Wälzlagerbauteil |
JP6036574B2 (ja) * | 2013-06-25 | 2016-11-30 | トヨタ自動車株式会社 | 積層リングの製造方法 |
CN103805938B (zh) * | 2014-02-26 | 2017-04-12 | 樊宇 | 一种提高激光氮化效果的电磁搅拌熔池装置 |
-
2017
- 2017-10-19 PL PL423210A patent/PL234237B1/pl unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL423210A1 (pl) | 2019-04-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105143495B (zh) | 用于工件的热化学硬化的方法和设备 | |
KR940004902B1 (ko) | 물리증착에 의한 금속의 열화학적 처리방법 및 이 방법을 이용하기 위한 처리로 | |
CN101713065B (zh) | 微波等离子体基低能离子注入小管径金属圆管内表面装置 | |
US20150090898A1 (en) | Ion source | |
CN101122004A (zh) | 一种新型真空表面强化技术和设备 | |
PL234237B1 (pl) | Sposób jarzeniowego azotowania wewnętrznych powierzchni tulei, zwłaszcza luf | |
PL238940B1 (pl) | Anoda do jarzeniowego azotowania wewnętrznych powierzchni tulei, zwłaszcza luf | |
RU87065U1 (ru) | Устройство для создания однородной газоразрядной плазмы в технологических вакуумных камерах больших объемов | |
RU2418095C2 (ru) | Способ вакуумного ионно-плазменного азотирования изделий из стали | |
Janosi et al. | Controlled hollow cathode effect: new possibilities for heating low-pressure furnaces | |
BR102014026134B1 (pt) | Processo e reator de plasma para tratamento termoquímico de superfície de peças metálicas | |
KR100552388B1 (ko) | 대기압 플라즈마 표면처리장치 및 표면처리방법 | |
US7884302B2 (en) | Plasma processing installation, influenced by a magnetic field, for processing a continuous material or a workpiece | |
KR100288320B1 (ko) | 금속 표면으로부터의 경화깊이를 1밀리미터 이상 형성시키는 플라즈마를 이용한 질화공정 방법 및 그 장치 | |
KR101603787B1 (ko) | 표면 처리 장치 및 표면 처리 방법 | |
RU2711067C1 (ru) | Способ ионного азотирования в скрещенных электрических и магнитных полях | |
RU2579845C1 (ru) | Плазменная обработка поверхности с использованием разряда пинчевого типа | |
CN113584425B (zh) | 离子渗氮磁场辅助设备、处理系统及方法 | |
KR100349423B1 (ko) | 플라즈마를 이용한 표면처리 장치 | |
EP2369028A1 (en) | Method for nitriding metal alloys and device for carrying out said method | |
Niedbała et al. | Development of glow discharge devices for steel and cast iron nitrification | |
TWI477203B (zh) | 用於在真空封閉體中產生冷電漿的裝置以及用於熱化學處理的該裝置之用途 | |
JP2725008B2 (ja) | 真空熱処理炉 | |
PL236276B1 (pl) | Sposób azotowania jonowego wyrobów metalowych i ich stopów | |
RU2407821C1 (ru) | Способ нагрева изделий в плазме |