專利名稱:低溫真空等離子體滲硫工藝方法
涉及領域本發(fā)明涉及金屬表面處理技術領域,尤其是一種用于金屬表面減磨抗磨的低溫真空等離子體滲硫的工藝方法。
背景技術:
國外滲硫多采用電解法,由于產(chǎn)生氰化物,污染大,還具有改變表面精度和表面粗糙度等缺點。發(fā)明名稱為離子氮碳共滲和中溫離子滲硫復合處理方法、專利號為97125869.4、授權公告號CN1049252C的發(fā)明專利公開了一種滲氮、碳、硫為一步完成的方法,其中滲硫工藝工件的溫度為200-400℃,真空度600-800Pa,該工藝消耗能源高,而且在高溫加熱時,工件容易變形,使成品率降低。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種低溫真空等離子體滲硫工藝方法,該工藝方法不改變被處理工件的粗糙度、精度、硬度及金相結構,離子進入工件表面內形成自潤滑層與基體渾然一體,抗咬合性能優(yōu)良。
低溫真空等離子滲硫原理利用離子轟擊,使工件表面形成FeS,達到滲硫目的。具體方法是將工件放在低真空容器的陰極板上,將真空容器外殼接陽極,加入少量硫。在陰陽極兩端加一直流電壓,當電壓達到某一數(shù)值時,此時硫在電場作用下直接電離成硫離子,氣體電離后所得正離子,在向陰極運動時,在陰極附近受到急劇的陰極壓降作用而加速,這種高速運動的離子轟擊金屬表面,進入金屬基體內,形成滲硫層。
低溫真空等離子體滲硫工藝方法包括下列步驟1.待滲硫工件首先進行前處理,即清洗工作,采用汽油和煤油清洗及超聲波清洗的方法以去掉待滲硫面的油污及雜質,非滲硫面要進行覆蓋、屏蔽等作業(yè);2.待滲硫工件清洗之后放入大型工業(yè)化合成爐內,工件為陰極,爐殼為陽極,升溫并抽真空至50Pa,向爐內通氨氣和硫化氫,保持真空不高于50Pa,升高電壓至起輝光為止,當溫度升到預定溫度后,開始保溫;3.保溫結束后,停止供氣并抽氣,切斷輝光電源,零件在滲硫氣氛中隨爐冷卻,待零件降至60℃以下方可出爐,出爐后及時除油防銹。
4.主要技術參數(shù)1)陰陽極在非真空狀態(tài)下,絕緣電阻≤4×106Ω;2)陰陽極之間在非真空狀態(tài)下承受工頻電壓2V0+1000V耐壓無擊穿現(xiàn)象;3)極限真空度≥6.7Pa;4)在空爐狀態(tài)3m爐大氣壓抽到極限真空所需時間≤30分鐘,4m爐≤40分鐘;5)在工作氣體最大流量情況下,真空泵應保證在所要求的真空度50-10Pa;6)額定電網(wǎng)電壓380V±10%;7)整流輸出電壓額定1000V,在200V以上時,連續(xù)調整時無突跳現(xiàn)象;8)直流輸出額定電流為45A,并可連續(xù)可調;9)交流額定功率60KW;10)滲硫容器內部最高溫度250℃;11)滅弧時間10-4S;
12)用水量400Kg/h。
本發(fā)明的優(yōu)點是與離子氮碳方法相比具有真空度要求低、滲硫工藝溫度低,節(jié)省能源、工作可靠性強等優(yōu)點,滲硫后產(chǎn)品可靠性和壽命提高3-5倍。與電解法相比熔鹽沒有氰化物,對操作工人身體健康和環(huán)保有利,對工件尺度精度、粗糙度不改變,滲硫層可控,不影響基層硬度,不改變滲件尺寸。
具體實施例方式
低溫真空等離子體滲硫工藝方法按如下步驟操作1.工件清洗;待滲硫工件首先進行前處理,即清洗工作,采用汽油和煤油清洗及超聲波清洗的方法以去掉待滲硫面的油污及雜質,非滲硫面要進行覆蓋、屏蔽等作業(yè);2.硫化操作;1)待滲硫工件清洗之后放入大型工業(yè)化合成爐內,工件為陰極,爐殼為陽極,合上電源總開關,打開真空泵,逐漸打開手動閥門。待真空抽到50Pa時,關掉真空泵,向爐內通氨氣,到真空降到10Pa時關掉氨氣,停留10分鐘,再繼續(xù)抽真空。
2)待真空抽到50Pa以內打開高壓開關,保持真空不高于50Pa。
3)將電流開關I檔打開,逐漸調整高壓電位器,升高電壓至起輝光為止。
4)根據(jù)爐內工件打弧、輝光、溫度和真空等情況,調整高壓電位器。
5)根據(jù)不同的工件和工件的清潔度,選擇電流開關I-IV檔,在換檔前務必將高壓電位器調至最低,然后換檔。
6)當溫度升到預定溫度后,開始保溫,一小時后關機。自然冷卻,工件出爐涂油包裝。嚴禁高溫出爐。
7)關機時務必將高壓電位器調至最低,然后關掉電流檔,最后關掉高壓開關。
權利要求
1.一種低溫真空等離子體滲硫工藝方法,其特征在于包括下列步驟1.待滲硫工件首先進行前處理,即清洗工作,采用汽油和煤油清洗及超聲波清洗的方法以去掉待滲硫面的油污及雜質,非滲硫面要進行覆蓋、屏蔽等作業(yè);2.待滲硫工件清洗之后放入大型工業(yè)化合成爐內,工件為陰極,爐殼為陽極,升溫并抽真空至50Pa,向爐內通氨氣和硫化氫,保持真空不高于50Pa,升高電壓至起輝光為止,當溫度升到預定溫度后,開始保溫;3.保溫結束后,停止供氣并抽氣,切斷輝光電源,零件在滲硫氣氛中隨爐冷卻,待零件降至60℃以下方可出爐,出爐后及時除油防銹;4.主要技術參數(shù)1)陰陽極在非真空狀態(tài)下,絕緣電阻≤4×106Ω;2)陰陽極之間在非真空狀態(tài)下承受工頻電壓2V0+1000V耐壓無擊穿現(xiàn)象;3)極限真空度≥6.7Pa;4)在空爐狀態(tài)3m爐大氣壓抽到極限真空所需時間≤30分鐘,4m爐≤40分鐘;5)在工作氣體最大流量情況下,真空泵應保證在所要求的真空度50-10Pa;6)額定電網(wǎng)電壓380V±10%;7)整流輸出電壓額定1000V,在200V以上時,連續(xù)調整時無突跳現(xiàn)象;8)直流輸出額定電流為45A,并可連續(xù)可調;9)交流額定功率60KW;10)滲硫容器內部最高溫度250℃;11)滅弧時間10-4S;12)用水量400Kg/h。
全文摘要
本發(fā)明涉及金屬表面處理技術領域,尤其是一種用于金屬表面減磨抗磨的低溫真空等離子體滲硫的工藝方法。原理是利用離子轟擊,使工件表面形成FeS,達到滲硫目的,具體方法是將工件放在低真空容器的陰極板上,將真空容器外殼接陽極,加入少量硫。在陰陽極兩端加一直流電壓,當電壓達到某一數(shù)值時,此時硫在電場作用下直接電離成硫離子,氣體電離后所得正離子,在向陰極運動時,在陰極附近受到急劇的陰極壓降作用而加速,這種高速運動的離子轟擊金屬表面,進入金屬基體內,形成滲硫層。該方法具有真空度要求低、滲硫工藝溫度低,節(jié)省能源、工作可靠性強等優(yōu)點。
文檔編號C23C8/36GK1528943SQ0313500
公開日2004年9月15日 申請日期2003年9月30日 優(yōu)先權日2003年9月30日
發(fā)明者王旭, 何方威, 劉寶琦, 王 旭 申請人:劉寶琦