离子渗金属工艺的制作方法
2021年05月13日
大多数现有的辉光放电金属化方法将待渗透的工件和待渗透的靶材料放入真空室中,靶和工件都是相对于正报告连接一个负电压,工件的电位通常高于靶的电位,同时工件与目标之间的距离须足够近。这种方法的主要缺点是须使用特殊的供电设备,供电设备往往不稳定或损坏。因此技术人员研发了一种不采用专用电源设备或专用金属化设备实现离子渗金属的方法。
大多数现有的辉光放电金属化方法将待渗透的工件和待渗透的靶材料放入真空室中,靶和工件都是相对于正报告连接一个负电压,工件的电位通常高于靶的电位,同时工件与目标之间的距离须足够近。这种方法的主要缺点是须使用特殊的供电设备,供电设备往往不稳定或损坏。因此技术人员研发了一种不采用专用电源设备或专用金属化设备实现离子渗金属的方法。
一种离子渗金属的实现方法,其特征是将金属靶放在辉光放电离子爆炸热处理炉的阴极上,将与电极完全绝缘的待渗工件放在金属靶附近,将炉内气压抽至能产生辉光放电的范围, 将热处理炉的工作电压调节到800伏以上。额定工作电压以下,通入少量氨气,将靶材和工件的温度调节到900°以上,靶材和工件的熔点温度以下。热处理炉可以是离子氮化炉、离子碳化炉或其他种类的离子爆炸热处理炉。工件与电极完全绝缘意味着它不与任何电源连接。也就是说,工件在没有偏压的情况下被金属渗透,这是本离子渗金属技术与现有技术的区别的本质。金属靶可以是镍材料或钼材料,金属靶可以是一块金属板,也可以是两种或两种以上的金属材料交替放置,其距离约为10毫米。能产生辉光放电的炉内气压为100Pa,保温时间2小时左右。
上述离子渗金属的实现方法中使用的靶材料是镍或钼,使用的设备是离子氮化炉。先将四块镍或钼板平行放置,间隔约10毫米,并与炉中的阴极连接。将待渗低碳钢工件板清洗、光亮,放在镍板或钼板之间,与电极绝缘。盖上炉子启动真空泵,抽真空至100Pa左右,启动冷却水系统。之后启动电源,调节阴极和阳极的电压到0 ~ 400伏,产生辉光放电,逐渐升高电压到800 ~ 900伏,通入少量氨气,维持气压在200Pa左右,目标温度在1100 ~ 1300°,工件温度在1100°左右。保持温度约2小时,当温度保持不变时,关闭电源,将真空度抽到100帕左右,然后关闭真空泵。当温度降至200°以下时,关闭冷却水,打开炉盖,取出渗过的钢板工件。
上述离子渗金属的实现方法的优点如下:由于离子渗金属是在普通的离子爆炸热处理炉中实现的,因此容易满足实现离子渗金属的设备条件;操作简单、质量符合要求。
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