本發(fā)明涉及離子滲氮裝置，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)工件氮化均溫的離子滲氮裝置，屬于材料化學(xué)熱處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

離子滲氮又稱離子氮化、輝光滲氮，屬于等離子熱處理范疇，是材料化學(xué)熱處理的一種。具體而言，是在低于一個(gè)大氣壓的條件下，把工件作為陰極置于含氮?dú)怏w的環(huán)境中，氣體電離、陰陽極間產(chǎn)生微等離子弧，強(qiáng)電場作用下，正離子和中性粒子高速轟擊工件，離子動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽瑥亩訜峁ぜ?；由于吸附和擴(kuò)散作用，使活化的氮離子滲入到工件表層，形成滲氮層，這一過程稱為離子滲氮。此技術(shù)大幅提升了機(jī)械零部件的硬度、耐蝕及耐磨性。離子滲氮已廣泛用于航空航天、交通運(yùn)輸、礦山機(jī)械和醫(yī)療器械等領(lǐng)域。隨工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，零部件復(fù)雜程度的逐步提升，而現(xiàn)有離子滲氮爐結(jié)構(gòu)僵化，導(dǎo)致部分復(fù)雜零件滲氮層厚度及性能不均勻。分析其原因，主要是離子滲氮環(huán)境中，氮化氣體分布不均、氣體分解率較低和陰陽極間距差異較大所引起的工件表層溫度不均所致。

氣體在工件表層分布不均引起電流密度的波動，氣體分解率的高低影響工件表層氮離子的覆蓋率，這兩者的有機(jī)結(jié)合并優(yōu)化可較好地提升氮化層的均勻性；目前，技術(shù)人員已開發(fā)了氣體分散環(huán)、氣體分流屏及氣體分流管，雖然在一定程度上改善了氣體在工件表層的分布，但并未同時(shí)提升氣體的分解率，此問題大大限制了離子滲氮技術(shù)的發(fā)展。

陰極（工件）與陽極（爐體）間施加一定的電壓，若陰陽極間距較小，則陰極位降較高，離子轟擊能量較大，工件表層溫度較高，且電流密度較大，滲層就會較厚；反之亦然。復(fù)雜零件在離子滲氮時(shí)，工件的不同部位、同爐不同工件距爐體（陽極）的距離不能保持相同，導(dǎo)致滲氮層性能不均一，此問題也大大限制了離子滲氮技術(shù)的推廣和應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)工件氮化均溫的離子滲氮裝置，這種實(shí)現(xiàn)工件氮化均溫的離子滲氮裝置可同時(shí)提升進(jìn)氣與抽氣的均勻性、加速氣體的分解、穩(wěn)定陰陽極之間的距離，以解決工件滲氮溫度的不均一性技術(shù)問題。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題。

一種實(shí)現(xiàn)工件氮化均溫的離子滲氮裝置，包括爐體、爐底盤、多功能活性屏、上傳動系統(tǒng)、下傳動系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)、抽氣系統(tǒng)，其特征在于，爐體為圓筒形，爐底盤為圓盤形，爐體放置于爐底盤正上方形成爐腔；多功能活性屏垂直懸掛于爐腔內(nèi)，上傳動系統(tǒng)固定于爐體頂部，上傳動系統(tǒng)驅(qū)動多功能活性屏順時(shí)針轉(zhuǎn)動；下傳動系統(tǒng)固定于爐底盤，下傳動系統(tǒng)帶動工件逆時(shí)針轉(zhuǎn)動；進(jìn)氣系統(tǒng)由上傳動系統(tǒng)的進(jìn)氣部分和多功能活性屏的進(jìn)氣部分組成；抽氣系統(tǒng)由主抽氣管和分抽氣管組成。

所述多功能活性屏為圓筒形空心夾層結(jié)構(gòu)，多功能活性屏筒壁內(nèi)外層設(shè)置均勻分布的圓管，多功能活性屏筒壁內(nèi)層設(shè)置均勻分布的圓形通孔，圓管與圓形通孔間隔分布，空心夾層和圓形通孔為多功能活性屏的進(jìn)氣部分，氣體進(jìn)入空心夾層通過其筒壁內(nèi)層的圓形通孔均勻擴(kuò)散；多功能活性屏的頂部中心位置固定連接上傳動系統(tǒng)的進(jìn)氣傳動管底部。

所述上傳動系統(tǒng)包括：順時(shí)電機(jī)、傳動齒輪、進(jìn)氣傳動管，順時(shí)電機(jī)與傳動齒輪通過鍵連接，進(jìn)氣傳動管與傳動齒輪配合的部分設(shè)置齒，傳動齒輪與進(jìn)氣傳動管通過齒連接，進(jìn)氣傳動管中心設(shè)置圓形孔，進(jìn)氣傳動管底部設(shè)置徑向孔，徑向孔與多功能活性屏的空心夾層相通，進(jìn)氣口、圓形孔及徑向孔為上傳動系統(tǒng)的進(jìn)氣部分。

所述下傳動系統(tǒng)包括：逆時(shí)電機(jī)、陰極支柱，逆時(shí)電機(jī)與陰極支柱通過鍵連接，陰極支柱上的工裝夾持工件，工件置于多功能活性屏內(nèi)腔。

所述抽氣系統(tǒng)的主抽氣管垂直固定于爐底盤的中部，抽氣系統(tǒng)的分抽氣管置于爐腔頂部，位于相鄰多功能活性屏的間隙，抽氣系統(tǒng)的分抽氣管頂部設(shè)置均勻分布的抽氣孔。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的有益效果是：本離子滲氮裝置提升了進(jìn)氣和抽氣的均勻性、提高了氣體的分解率、穩(wěn)定了陰陽極之間的距離，從而實(shí)現(xiàn)了工件氮化溫度的均一性，保證了滲氮層厚度及性能的一致性。設(shè)置進(jìn)氣傳動管、多功能活性屏中的空心夾層及圓形通孔，使氣體均勻分散，提升了進(jìn)氣的均勻性，同時(shí)氣體因流經(jīng)高溫的多功能活性屏的夾層而得到預(yù)熱，加速了氣體的分解，使氣體分子更具有活性，分散更均勻，從而使工件表層溫度均一，氮化質(zhì)量更好；分抽氣管頂部設(shè)置均勻分布的抽氣孔，提升了抽氣的均勻性，且抽氣系統(tǒng)在開爐時(shí)不會干涉爐體的抬升，更加安全、可靠；設(shè)置工件隨陰極支柱逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，穩(wěn)定了陰極（工件）與陽極（爐壁）之間的距離，進(jìn)而使工件表層的溫度均一，從而使氮化層更均勻；設(shè)置多功能活性屏隨上傳動系統(tǒng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使陰陽極間距一致，產(chǎn)生均勻的電場，從而使活性屏表層的溫度均一；設(shè)置多個(gè)多功能活性屏，實(shí)現(xiàn)一爐多件滲氮，效率高。

附圖說明

圖1為具體實(shí)施方式中所述的實(shí)現(xiàn)工件氮化均溫的離子滲氮裝置主視示意圖。

圖2為具體實(shí)施方式中所述的實(shí)現(xiàn)工件氮化均溫的離子滲氮裝置俯視示意圖。

圖3為具體實(shí)施方式中所述的多功能活性屏結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1.順時(shí)電機(jī)；2.進(jìn)氣口；3.傳動齒輪；4.進(jìn)氣傳動管；5.爐體；6.主抽氣管；7.陰極支柱；8.逆時(shí)電機(jī)；9.爐底盤；10.多功能活性屏；11.工裝；12.工件；13.圓形通孔；14.圓管；15.空心夾層；16.抽氣孔；17.分抽氣管。

具體實(shí)施方式

如圖1和圖2所示，一種實(shí)現(xiàn)工件氮化均溫的離子滲氮裝置，包括爐體5、爐底盤9、多功能活性屏10，爐體5為圓筒形，爐底盤9為圓盤形，爐體5放置于爐底盤9正上方形成爐腔；多功能活性屏10垂直懸掛于爐腔內(nèi)，上傳動系統(tǒng)固定于爐體5頂部，上傳動系統(tǒng)驅(qū)動多功能活性屏10順時(shí)針轉(zhuǎn)動；下傳動系統(tǒng)固定于爐底盤9，下傳動系統(tǒng)帶動工件12逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，工件固定于工裝11；進(jìn)氣系統(tǒng)由上傳動系統(tǒng)的進(jìn)氣部分和多功能活性屏10的進(jìn)氣部分組成；抽氣系統(tǒng)由主抽氣管6和分抽氣管17組成。

上傳動系統(tǒng)包括：順時(shí)電機(jī)1、傳動齒輪3、進(jìn)氣傳動管4，順時(shí)電機(jī)1與傳動齒輪3通過鍵連接，進(jìn)氣傳動管4與傳動齒輪3配合的部分設(shè)置齒，傳動齒輪3與進(jìn)氣傳動管4通過齒連接，進(jìn)氣傳動管4中心設(shè)置圓形孔，進(jìn)氣傳動管4底部設(shè)置徑向孔，徑向孔與多功能活性屏10的空心夾層15相通，進(jìn)氣口2、圓形孔及徑向孔為上傳動系統(tǒng)的進(jìn)氣部分。通過順時(shí)電機(jī)1帶動傳動齒輪3旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而傳動齒輪3帶動進(jìn)氣傳動管4旋轉(zhuǎn)，從而使多功能活性屏10旋轉(zhuǎn)。

下傳動系統(tǒng)包括：逆時(shí)電機(jī)8、陰極支柱7，逆時(shí)電機(jī)8與陰極支柱7通過鍵連接，陰極支柱7上的工裝11夾持工件12，工件12置于多功能活性屏10內(nèi)腔。通過逆時(shí)電機(jī)8帶動陰極支柱7旋轉(zhuǎn)從而使工件12旋轉(zhuǎn)。

抽氣系統(tǒng)的主抽氣管6垂直固定于爐底盤9的中部，抽氣系統(tǒng)的分抽氣管17置于爐腔頂部，位于相鄰多功能活性屏10的間隙，抽氣系統(tǒng)的分抽氣管17頂部設(shè)置均勻分布的抽氣孔16。

如圖3所示，多功能活性屏10為圓筒形空心夾層結(jié)構(gòu)，多功能活性屏10筒壁內(nèi)外層設(shè)置均勻分布的圓管14，多功能活性屏10筒壁內(nèi)層設(shè)置均勻分布的圓形通孔13，圓管14與圓形通孔13間隔分布，空心夾層15和圓形通孔13為多功能活性屏10的進(jìn)氣部分，氣體進(jìn)入空心夾層15通過其筒壁內(nèi)層的圓形通孔13均勻擴(kuò)散；多功能活性屏10的頂部中心位置固定連接上傳動系統(tǒng)的進(jìn)氣傳動管4底部。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。