转加料载体2,从而保证尽可能均匀地用放电等离子体加载工件1。加料载体 2的旋转在图6中通过运动箭头2A表明。
[0117] 附图标记列表
[0118] 1......工件
[0119] 2……加料载体
[0120] 2A……运动箭头
[0121] 3, 3A......用于加料载体的托架
[0122] 4, 4A……加料载体的调节脚
[0123] 5……有源栅极
[0124] 10......静态闸室
[0125] 10A......可运动的闸室
[0126] 15......闸一淬火室
[0127] 17……运行装置
[0128] 20……用于渗碳的低压加热室
[0129] 30……用于渗氮的低压加热室
[0130] 33……低压加热室的内壁
[0131] 34……低压加热室的热绝缘体
[0132] 35……低压加热室的外壁
[0133] 50……静态淬火室
[0134] 50A......可运动的淬火室
[0135] 57……运行装置
[0136] 70......转移室（水平）
[0137] 71……转移室（垂直）
[0138] 90......供电装置
[0139] 11，12, 21，22, 31，32, 51，52, 230......真空阀或真空门
[0140] 90……供电装置
[0141] 100......用于热化学硬化的设备
[0142] 200……用于热化学硬化的设备
[0143] 300……用于热化学硬化的设备
[0144] 400……用于热化学硬化的设备
[0145] 101……运动箭头
[0146] 107……运动箭头
[0147] 507……运动箭头
【主权项】
1. 用于工件的热化学硬化的方法，所述方法以可变的顺序包括： 一一个或多个渗碳步骤，均在压力小于50毫巴的含碳的气体气氛中实施，其中所述工 件保持在900 °C至1050 °C的温度； 一任选地一个或多个扩散步骤，均在压力小于100毫巴的气体气氛中实施；和 一一个或多个渗氮步骤，均在压力小于50毫巴的含氮的气体气氛中实施，其中所述工 件保持在800°C至1050°C的温度，所述含氮的气体气氛包含分子氮（N2)作为供体气体并且 借助放电等离子体激发；其中 一所述方法如下实施：即两个彼此相继的方法步骤之间的时间间隔小于15分钟，并且 所述工件在所述时间间隔中保持在压力小于300毫巴的气体气氛中。2. 根据权利要求1的方法，其特征在于，两个彼此相继的方法步骤之间的时间间隔小 于10分钟，优选小于5分钟和特别是小于1分钟。3. 根据权利要求1或2的方法，其特征在于，在两个彼此相继的方法步骤之间的时间间 隔内，所述工件保持在压力小于200毫巴、优选小于100毫巴的气体气氛中。4. 根据权利要求1至3中一项或多项所述的方法，其特征在于，在两个彼此相继的方法 步骤之间的时间间隔内，所述工件的温度大于600°C、优选大于700°C和特别是大于800°C。5. 根据权利要求1至4中一项或多项所述的方法，其特征在于，所述方法按照顺序包括 以下步骤： 一渗碳/渗氮； 一渗碳/扩散/渗氮； 一渗氮/渗碳/渗氮； 一渗氮/渗碳/渗氮/渗碳；或 一渗氮/渗碳/扩散/渗氮。6. 根据权利要求1至5中一项或多项所述的方法，其特征在于，所述放电等离子体以 200V至1000V的任选地脉冲的直流电压、IOA至200A的直流电流和2kVA至200kVA的连续 功率操作。7. 根据权利要求1至6中一项或多项所述的方法，其特征在于，在一个或多个渗氮步骤 中，所述含氮的气体气氛借助脉冲的直流电流一放电等离子体激发，优选结合点火脉冲激 发。8. 根据权利要求1至7中一项或多项所述的方法，其特征在于，在一个或多个渗氮步骤 中，所述放电等离子体借助于有源栅极产生。9. 根据权利要求8的方法，其特征在于，所述工件保持在相对于有源栅极为负的电势 下，所述电势为10伏特至400伏特、优选10伏特至200伏特。10. 根据权利要求1至5中一项或多项所述的方法，其特征在于，在一个或多个渗氮步 骤中使用等离子体浸没离子注入方法。11. 根据权利要求1至10中一项或多项所述的方法，其特征在于，所述工件在渗氮步骤 期间保持在820°C至1000°C、优选920°C至980°C的温度。12. 根据权利要求1至11中一项或多项所述的方法，其特征在于，所述工件在渗碳步骤 期间保持在940°C至1050°C的温度。13. 根据权利要求1至12中一项或多项所述的方法，其特征在于，在所述渗氮步骤中， 所述含氮的气体气氛由N2和任选地一种或更多种如H 2和氩的载体气体构成。14. 根据权利要求1至12中一项或多项所述的方法，其特征在于，在所述渗氮步骤中， 所述含氮的气体气氛由N2和一种或更多种如CO 2或CH4的含碳气体，以及任选地一种或更 多种如氏和氩的载体气体构成。15. 根据权利要求14的方法，其特征在于，所述含碳气体的比例以N 2计为2体积％至 20体积％、优选4体积％至15体积％和特别是4体积％至10体积％。16. 根据权利要求1至15中一项或多项所述的方法，其特征在于，在所述渗氮步骤中， 所述含氮的气体气氛的压力小于40毫巴、优选小于30毫巴和特别是小于20毫巴。17. 根据权利要求1至16中一项或多项所述的方法，其特征在于，在所述渗碳步骤中， 所述含碳的气体气氛由一种或更多种如C2H 2、C0jP CH4的含碳的供体气体和任选地一种或 更多种如氏和氩的载体气体构成。18. 根据权利要求1至17中一项或多项所述的方法，其特征在于，在所述渗碳步骤中， 所述含碳的气体气氛的压力小于40毫巴、优选小于30毫巴和特别是小于20毫巴。19. 根据权利要求1至16中一项或多项所述的方法，其特征在于，所述方法包括在压力 为0. 9巴至2巴的N2气氛下的高压扩散步骤。20. 根据权利要求19的方法，其特征在于，所述方法按照顺序包括以下步骤： 一渗氮/渗碳/高压扩散。21. 用于工件的热化学硬化的设备，它包含： 一 m个低压加热室，且m = 2、3、4、5、6、7、8、9或10 ; 一与所述低压加热室相连的供气装置，设置所述供气装置用于为所述低压加热室提供 一种或更多种气体，所述气体选自N2，诸如C2H2、0)2和CH 4的含碳的供体气体，以及如H 2和 氩的载体气体； 一转移室，它与每个低压加热室以及闸室和淬火室或双功能的闸一淬火室相连；或 一闸室和淬火室，它们分别可运动并可以与每个低压加热室相连；或 一双功能的闸一淬火室，它是可运动的并可以与每个低压加热室相连； 其特征在于， 一个或多个低压加热室与供电装置相连，并且设置其用于在具有N2作为供体气体的含 氮气体气氛中，在超过800°C的温度和小于100毫巴的压力下产生放电等离子体。22. 根据权利21的设备，其特征在于，设置所述供电装置用于以200V至1000V的直流 电压、IOA至200A的直流电流和2kVA至200kVA的连续功率操作放电等离子体。23. 根据权利要求21或22的设备，其特征在于，设置所述供电装置用于以脉冲直流电 压进行操作，优选与点火脉冲相结合。24. 根据权利要求21至23中一项或多项所述的设备，其特征在于，一个或多个低压加 热室配备有有源栅极。
【专利摘要】本发明涉及用于工件的热化学硬化的方法和设备，其中以可变的顺序包括：一个或多个渗碳步骤，均在压力小于50毫巴的含碳的气体气氛中实施，其中所述工件保持在900℃至1050℃的温度；任选地一个或多个扩散步骤，均在压力小于100毫巴的气体气氛中实施；和一个或多个渗氮步骤，均在压力小于50毫巴的含氮的放电等离子体中实施，其中所述工件保持在800℃至1050℃的温度。
【IPC分类】C21D9/00, C21D9/67, C23C8/36, C23C8/34
【公开号】CN105143495
【申请号】CN201480021323
【发明人】V·赫乌尔, K·罗瑟
【申请人】Ald真空技术有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2014年4月15日
【公告号】CA2909688A1, DE102013006589A1, WO2014170022A1