專利名稱：一種鐵路用耐磨搗鎬等離子體表面處理裝置及其使用方法
技術領域：
本發(fā)明涉及表面處理裝置及其使用方法。
背景技術：
搗鎬是應用于鐵路大型養(yǎng)路機械-搗固車上的一種易耗部件，其作用是搗實并緊固位于鐵路線路道床中的石碴，使石碴為軌枕提供穩(wěn)定而堅實的支撐。搗固作業(yè)時，由于道床是散粒結構，耐磨搗鎬的受力情況很復雜，不僅受到?jīng)_擊力和摩擦力的作用，還受到交變應力的作用。因此，要求搗鎬具有較高的耐磨性和足夠的抗疲勞能力，以取得良好的工作效果和延長使用壽命。通過在表面堆焊、噴焊耐磨合金層可以增加耐磨搗鎬表面硬度提高耐磨性，但堆焊、噴焊耐磨合金層對焊接工藝有較高要求，如焊接工藝不滿足要求，將會導致不合格產(chǎn)品的出現(xiàn)，使用中出現(xiàn)耐磨合金層整體掉塊脫落等情況。釬焊硬質合金片可以大大提高耐磨搗鎬表面硬度，但硬質合金與鋼釬焊屬于異種金屬焊接，不易取得很高的連接強度。由于堆焊、噴焊、釬焊耐磨合金層工藝復雜，且性能難以保證，因此迫切需要一種新的表面處理技術提高搗鎬表面硬度和增加其耐磨性，同時保持母材基體強韌性，使搗鎬在使用中不會出現(xiàn)掉塊、掉渣等現(xiàn)象
發(fā)明內容
·本發(fā)明是要解決現(xiàn)有鐵路用耐磨搗鎬表面處理的工藝復雜，且性能難以保證的問題，從而提供一種鐵路用耐磨搗鎬等離子體表面處理裝置及其使用方法。一種鐵路用耐磨搗鎬等離子體表面處理裝置，是由冷卻水通路、氬氣和氮氣混合氣體通道、耐高溫陶瓷元件、搗鎬鎬頭預留口、耐高溫密封件、真空泵抽氣通道、可拆卸式不銹鋼等離子體產(chǎn)生器實體和反應室組成，所述搗鎬鎬頭預留口從可拆卸式不銹鋼等離子體產(chǎn)生器實體內部延伸到外部，耐高溫陶瓷元件和耐高溫密封件設置在搗鎬鎬頭預留口上，所述耐高溫密封件在耐高溫陶瓷元件的上方，所述冷卻水通路開在可拆卸式不銹鋼等離子體產(chǎn)生器實體內部，所述氬氣和氮氣混合氣體通道和真空泵抽氣通道在反應室上部且左右對稱。本發(fā)明的裝置內部反應室形狀與搗鎬相似，可獲得與搗鎬表面匹配并均勻分布的等離子體層，通過均勻分布的含氮等離子體與搗鎬表面反應形成表面改性層，獲得表面改性層厚度深，硬度高，提高搗鎬的耐磨性和抗疲勞性能。一種鐵路用耐磨搗鎬等離子體表面處理裝置的使用方法，具體是按以下步驟完成的:一、將等離子體表面處理裝置拆開，將搗鎬置入反應室內，然后將等離子體表面處理裝置裝上，搗鎬鎬頭通過搗鎬鎬頭預留口連接電極正極，通過耐高溫陶瓷元件和耐高溫密封件密封反應室，開啟冷卻水通路中冷卻水循環(huán)，真空泵接真空泵抽氣通道將氣壓抽真空至 I(T3 ICT2Pa ；
二、通過氬氣和氮氣混合氣體通道以流速為1200 1400mL/min，向反應室內充入氬氣、氮氣混合氣，在可拆卸式不銹鋼等離子體產(chǎn)生器實體與搗鎬間施加方形負脈沖電壓電離氬氣、氮氣混合氣體，形成含氮高溫等離子體；三、在電壓為10 200Kev的電場作用下,含氮高溫等離子體向搗鎬表面運動轟擊搗鎬表面，形成改性層，即完成搗鎬的表面處理。本發(fā)明包括以下有益效果:1、本發(fā)明對搗鎬進行表面處理的加工成本低，且對基材的影響小；2、本發(fā)明對搗鎬的表面處理形成的改性層厚度為200 μ m Imm ;硬度> 900HV。


圖1為具體實施方式
一所述的一種鐵路用耐磨搗鎬等離子體表面處理裝置的示意圖；圖2為圖1的俯視圖；圖3為使用鐵路用耐磨搗鎬等離子體表面處理裝置的示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一:結合圖1說明本具體實施方式
，本實施方式的一種鐵路用耐磨搗鎬等離子體表面處理裝置，是由冷卻水通路1、氬氣和氮氣混合氣體通道2、耐高溫陶瓷元件3、搗鎬鎬頭預留口 4、耐高溫密封件5、真空泵抽氣通道6、可拆卸式不銹鋼等離子體產(chǎn)生器實體7和反應室8組成，所述搗鎬鎬頭預留口 4從可拆卸式不銹鋼等離子體產(chǎn)生器實體7內部延伸到外部，耐高溫陶瓷元件3和耐高溫密封件5設置在搗鎬鎬頭預留口 4上，所述耐高溫密封件5在耐高溫陶瓷元件3的上方，所述冷卻水通路I開在可拆卸式不銹鋼等離子體產(chǎn)生器實體7內部，所述氬氣和氮氣混合氣體通道2和真空泵抽氣通道6在反應室8上部且左右對稱。本實施方式的裝置內部反應室形狀與搗鎬相似，可獲得與搗鎬表面匹配并均勻分布的等離子體層，通過均勻分布的含氮等離子體與搗鎬表面反應形成表面改性層，獲得表面改性層厚度深，硬度高，提高搗鎬的耐磨性和抗疲勞性能。
具體實施方式
二:結合圖2說明本具體實施方式
，本實施方式與具體實施方式
一不同的是:所述的鐵路用耐磨搗鎬等離子體表面處理裝置通過不銹鋼螺絲進行上模和下模的拆裝。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三:結合圖3說明本具體實施方式
，本實施方式提供了一種鐵路用耐磨搗鎬等離子體表面處理裝置的使用方法，具體是按以下步驟完成的:一、將等離子體表面處理裝置拆開，將搗鎬置入反應室8內，然后將等離子體表面處理裝置裝上，搗鎬鎬頭通過搗鎬鎬頭預留口 4連接電極正極，通過耐高溫陶瓷元件3和耐高溫密封件5密封反應室8，開啟冷卻水通路I中冷卻水循環(huán)，真空泵接真空泵抽氣通道6將氣壓抽真空至10_3 ICT2Pa ；
二、通過氬氣和氮氣混合氣體通道2以流速為1200 1400mL/min，向反應室內充入氬氣、氮氣混合氣，在可拆卸式不銹鋼等離子體產(chǎn)生器實體7與搗鎬間施加方形負脈沖電壓電離氬氣、氮氣混合氣體，形成含氮高溫等離子體；
三、在電壓為10 200Kev的電場作用下，含氮高溫等離子體向搗鎬表面運動轟擊搗鎬表面，形成改性層，即完成搗鎬的表面處理。本實施方式包括以下有益效果:1、本實施方式對搗鎬進行表面處理的加工成本低，且對基材的影響??；2、本實施方式對搗鎬的表面處理形成的改性層厚度為200 μ m Imm ;硬度>900HV。
具體實施方式
四:本實施方式與具體實施方三不同的是:步驟一中將氣壓抽真空至10_3Pa。其它與具體實施方式
三相同。
具體實施方式
五:本實施方式與具體實施方式
三或四不同的是:步驟二中流速為1200mL/min。其它與具體實施方式
三或四相同。通過以下試驗驗證本發(fā)明的有益效果:試驗一:本試驗的一種鐵路用耐磨搗鎬等離子體表面處理裝置的使用方法，具體是按以下步驟完成的:一、將等離子體表面處理裝置拆開，將搗鎬置入反應室8內，然后將等離子體表面處理裝置裝上，搗鎬鎬頭通過搗鎬鎬頭預留口 4連接電極正極，通過耐高溫陶瓷元件3和耐高溫密封件5密封反應室8，開啟冷卻水通路I中冷卻水循環(huán)，真空泵接真空泵抽氣通道6將氣壓抽真空至10_3Pa ；二、通過氬氣和氮氣混合氣體通道2以流速為1200mL/min，向反應室內充入氬氣、氮氣混合氣，在可拆卸式不銹鋼等 離子體產(chǎn)生器實體7與搗鎬間施加方形負脈沖電壓電離氬氣、氮氣混合氣體，形成含氮高溫等離子體；三、在電壓為IOOKev的電場作用下，含氮高溫等離子體向搗鎬表面運動轟擊搗鎬表面，形成改性層，即完成搗鎬的表面處理。本試驗對搗鎬的表面處理形成的改性層厚度為500 μ m ;硬度為900HV。
權利要求
1.一種鐵路用耐磨搗鎬等離子體表面處理裝置，其特征在于鐵路用耐磨搗鎬等離子體表面處理裝置，是由冷卻水通路(I)、氬氣和氮氣混合氣體通道(2)、耐高溫陶瓷元件(3)、搗鎬鎬頭預留口(4)、耐高溫密封件(5)、真空泵抽氣通道(6)、可拆卸式不銹鋼等離子體產(chǎn)生器實體(7)和反應室(8)組成，所述搗鎬鎬頭預留口(4)從可拆卸式不銹鋼等離子體產(chǎn)生器實體(7)內部延伸到外部，耐高溫陶瓷元件(3)和耐高溫密封件(5)設置在搗鎬鎬頭預留口(4)上，所述耐高溫密封件(5)在耐高溫陶瓷元件(3)的上方，所述冷卻水通路(I)開在可拆卸式不銹鋼等離子體產(chǎn)生器實體(7)內部，所述氬氣和氮氣混合氣體通道(2)和真空泵抽氣通道(6)在反應室(8)上部且左右對稱。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種鐵路用耐磨搗鎬等離子體表面處理裝置，其特征在于所述的鐵路用耐磨搗鎬等離子體表面處理裝置通過不銹鋼螺絲進行上模和下模的拆裝。
3.如根據(jù)權利要求1所述的一種鐵路用耐磨搗鎬等離子體表面處理裝置的使用方法，其特征在于鐵路用耐磨搗鎬等離子體表面處理裝置的使用方法，具體是按以下步驟完成的: 一、將等離子體表面處理裝置拆開，將搗鎬置入反應室(8)內，然后將等離子體表面處理裝置裝上，搗鎬鎬頭通過搗鎬鎬頭預留口(4)連接電極正極，通過耐高溫陶瓷元件(3)和耐高溫密封件(5)密封反應室(8)，開啟冷卻水通路(I)中冷卻水循環(huán)，真空泵接真空泵抽氣通道(6)將氣壓抽真空至1(Γ3 ICT2Pa ； 二、通過氬氣和氮氣混合氣體通道(2 )以流速為1200 1400mL/min，向反應室內充入氬氣、氮氣混合氣，在可拆卸式不銹鋼等離子體產(chǎn)生器實體(7)與搗鎬間施加方形負脈沖電壓電離氬氣、氮氣混合氣體，形成含氮高溫等離子體； 三、在電壓為10 200Kev的電場作用下,含氮高溫等離子體向搗鎬表面運動轟擊搗鎬表面，形成改性層，即完成搗鎬的表面處理。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種鐵路用耐磨搗鎬等離子體表面處理裝置的使用方法，其特征在于步驟一中將氣壓抽真空至10_3Pa。
5.根據(jù)權利要求3所述的一種鐵路用耐磨搗鎬等離子體表面處理裝置的使用方法，其特征在于步驟二中流速為1200mL/min。
全文摘要
一種鐵路用耐磨搗鎬等離子體表面處理裝置及其使用方法，涉及表面處理裝置及其使用方法。本發(fā)明是要解決現(xiàn)有鐵路用耐磨搗鎬表面處理的工藝復雜，且性能難以保證的問題。一種鐵路用耐磨搗鎬等離子體表面處理裝置是由冷卻水通路，氬氣和氮氣混合氣體通道，耐高溫陶瓷元件，搗鎬鎬頭預留口，耐高溫密封件，真空泵抽氣通道，可拆卸式不銹鋼等離子體產(chǎn)生器實體和反應室組成。使用方法一、將搗鎬置入反應室內，密封，抽真空；二、反應室內充入氬氣和氮氣，施加方形負脈沖電壓電離氬氣、氮氣混合氣體，形成含氮高溫等離子體；三、轟擊搗鎬表面形成改性層，即完成搗鎬的表面處理。本發(fā)明應用于表面加工領域。
文檔編號E01B27/20GK103194720SQ20131014337
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月24日 優(yōu)先權日2013年4月24日
發(fā)明者陳輝, 江超, 陳林, 茍國慶, 莊嚴 申請人:四川廣正科技有限公司