专利名称：回转类零件表面非晶化处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及对回转类零件表面非晶化处理的装置，也可以应用于一 般形状不规则零件表面淬火、合金化和抛光。
背景技术：
非晶态金属是表面形成覆盖一定厚度的玻璃状非晶化组织的金属，它是 一种充满活力的新型材料，具有引人注目的特点优异的物理、化学及机械 性能；晶态金属难以达到的高强度、高硬度、高韧性、高塑性和高耐蚀性； 具有良好的抗疲劳强度、良好的电学性能和良好的软磁特性等综合性能。目 前，对非晶态金属的研究、开发和应用已成为材料科学的重要课题之一。
近十几年来，利用脉冲高能密束(电子束、离子束、激光束)进行金属材 料表面非晶化和改性得到了迅速发展。当高能量密度的射束作用到材料表面 时，大量的能量会在短时间里沉积在材料表面的薄层中，被加热层的温度迅 速升高，以至导致熔化、汽化等现象，使金属表面产生极薄的熔化层，高能 束的能量几乎很少传到金属内部，从而使熔化层与基体保持极高的温度梯度。 当能量输入结束后，熔化层在基体的带动下迅速冷却，冷却速度最高可以达 到1(TC/s,使金属表面熔化层非晶化。同时，由热膨胀引起的动态应力也 会在整个材料中产生强烈作用。当输入能量结束时，工件表面会急速冷却。 经过这几个过程的综合作用，材料表面层的性质会发生明显地变化。这样就 可以使材料表面具有用常规方法难以达到的物理、化学或力学性质。
由于电子束的特点，主要用于直线照射，对零件的背面等其它表面照射 难以控制，必须依靠人工对此进行调整。而由于电子束处理需要在真空状态 下进行，这就使零件的非晶化效率较大程度的降低，因为每次调整后，真空状态即被破坏，需要重新抽真空，非常繁琐。 一旦调整，表面非晶化处理即 停止，两者不能同时进行。
实用新型内容
针对现有金属非晶化处理装置存在的上述不足，本实用新型的目的是提 供一种在非晶化过程中能自动对零件照射面进行调整、能量均匀的回转类零 件表面非晶化处理装置。
本实用新型的目的是这样实现的回转类零件表面非晶化处理装置，包 括照射待处理零件的强流脉冲电子束源，所述强流脉冲电子束源设于真空室 内，在真空室外设有外支架，外支架上设有直线滑轨，直线滑轨上设有可在 直线滑轨上水平直线滑动的滑台，在外支架上设有步进电机I和由步进电机 I驱动的滚轴丝杠，在滑台上固定有滚轴螺母，滚轴螺母套装在滚轴丝杠上； 在滑台上固定有步进电机II ，步进电机II与传动轴一端连接由步进电机II驱 动传动轴转动，传动轴另一端伸入真空室内，在该传动轴另一端设有用于将 待处理零件夹紧于传动轴上的紧固螺母和定位靠件。
进一步地，在真空室内设有支撑架，所述传动轴另一端通过轴承从支撑 架中穿过，由此可以改善传动轴的受力状况。 相比现有技术，本实用新型具有如下优点
1、 零件表面经过本装置的非晶化处理，可以充分保证零件表面的耐腐蚀、 抗磨损、抗疲劳性能，而且非晶化层的表面粗糙度很低，可以充分降低传动 元件之间的摩擦，降低噪声，提高齿轮的承载能力和寿命；
2、 零件在处理过程中可以直接实现旋转运动和直线运动，自动化程度较 高，不需人工调整即可实现各个面的照射；
3、 由于调整和控制是在真空室外进行的，不会因为调整而重复进行真空 处理，在调整的同时即可进行表面非晶化处理，处理过程连续，效率高；
4、 电子束斑有效直径在4)50mm以上，照射能量分布均匀，极大地减小零 件的表面应力，保证非晶化处理过程的能量均匀；5、设计合理、结构简单，具有较好的应用前景。
本实用新型具有精度高、操作自动化程度高、加工周期短等优点，不仅 可用于齿轮的表面非晶化，还可应用于常用旋转零件的表面非晶化和电子束 精整加工，也可用于形状不规则零件的周面非晶化、合金化和淬火等。
图l一本实用新型结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，本实用新型回转类零件表面非晶化处理装置，包括真空室底 板l、真空室腔体2、真空室盖板3，紧固螺母4、强流脉冲电子束源6、定位 靠件8、套筒9、轴承10、 L型支撑架11、传动轴12、滚轴螺母13、滑台14、 滚轴丝杠15、步进电机I116、步进电机I17、直线滑轨18和外支架19。
其中真空室底板l、真空室腔体2、真空室盖板3和强流脉冲电子束源6 通过螺钉连接在一起构成一个封闭的真空室。强流脉冲电子束源6用于照射 待处理零件5，以对零件表面进行非晶化处理。外支架19固定在真空室底板 1上位于真空室外，直线滑轨18用螺钉固定在外支架19上，滑台14位于直 线滑轨18上可以在直线滑轨18上进行水平直线滑动。步进电机I 17固定在 外支架19上，并通过连接装置(比如联轴器)与滚轴丝杠15相连提供旋转 驱动，滚轴丝杠15同样固定在外支架19上。滚轴螺母13固定在滑台14上 并套装在滚轴丝杠15上。步进电机I116通过螺钉固定在滑台14上并与传动 轴12 —端相连，负责提供旋转驱动。传动轴12另一端伸入真空室内，在该 传动轴12另一端设有用于将待处理零件夹紧的紧固螺母4和定位靠件8。待 处理零件5以定位靠件8为定位，用紧固螺母4夹紧在传动轴12上。
套筒9设于传动轴12上，位于定位靠件8和L型支撑架11之间，可以 通过套筒9调节待处理零件5在传动轴12上的位置。L型支撑架11设于真空室内，所述传动轴另一端通过轴承10从L型支撑 架11中穿过，由此可以改善传动轴12的受力状况。 本实用新型其使用方法和操作步骤如下
1、 首先，将待处理零件5以定位靠件8为定位，用紧固螺母4夹紧在传 动轴12上；
2、 真空室底板l、真空室腔体2、真空室盖板3和强流脉冲电子束源6 通过螺钉连接在一起构成一个封闭的真空室，此真空室在真空系统的作用下 达到真空状态；
3、 强流脉冲电子束源6根据需要发射电子束7对待处理零件5部分区域 进行照射，对零件表面进行淬火、合金化、非晶化等表面改性和表面强化工 作；
4、 局部区域照射以后，由固定在滑台14上的步进电机II16进行旋转驱 动传动轴12旋转一定的角度，使电子束7照射待处理零件5的其它区域；
5、 固定在外支架19上的步进电机I 17驱动滚轴丝杠15进行旋转，因滚 轴螺母13固定在滑台14上，其旋转自由度被限制，其结果使得滑台14在直 线滑轨18上进行水平滑动，推动传动轴12带动待处理零件5进行水平移动。 强流脉冲电子束源6根据需要发射电子束7对待处理零件5进行照射；
6、 零件表面在电子束能量照射下局部熔化，电子束扫描过后，金属表面 迅速冷却，液化的金属由于形核条件不充分，并且没有充分的时间结晶，从 而在齿轮表面形成一层非晶化金属，从而保证零件表面的粗糙度低、表面应 力均匀、耐磨和耐腐蚀性能优良，也达到抛光和材料表面改性的目的。
权利要求1、回转类零件表面非晶化处理装置，包括照射待处理零件的强流脉冲电子束源(6)，其特征在于所述强流脉冲电子束源(6)设于真空室内，在真空室外设有外支架(19)，外支架(19)上设有直线滑轨(18)，直线滑轨(18)上设有可在直线滑轨上水平直线滑动的滑台(14)，在外支架(19)上设有步进电机I(17)和由步进电机I驱动的滚轴丝杠(15)，在滑台(14)上固定有滚轴螺母(13)，滚轴螺母(13)套装在滚轴丝杠(15)上；在滑台(14)上固定有步进电机II(16)，步进电机II(16)与传动轴(12)一端连接由步进电机II驱动传动轴转动，传动轴(12)另一端伸入真空室内，在该传动轴(12)另一端设有用于将待处理零件夹紧于传动轴上的紧固螺母(4)和定位靠件(8)。
2、 根据权利要求1所述的回转类零件表面非晶化处理装置，其特征在于 在真空室内设有支撑架(11),所述传动轴(12)另一端通过轴承(10)从支撑架(11)中穿过。
专利摘要本实用新型涉及一种回转类零件表面非晶化处理装置，包括设于真空室内的强流脉冲电子束源，在真空室外设有外支架，外支架上设有直线滑轨，直线滑轨上设有滑台。在外支架上设有步进电机I和滚轴丝杠，在滑台上固定有滚轴螺母，滚轴螺母套装在滚轴丝杠上。在滑台上固定有步进电机II，步进电机II驱动传动轴转动，传动轴伸入真空室内通过紧固螺母和定位靠件将待处理零件夹紧于传动轴上。本实用新型自动化程度高，不需人工调整即可实现各个面的照射；处理过程连续，效率高，加工周期短；精度高，非晶化处理过程能量均匀。本实用新型除用于回转类零件表面非晶化处理外，也可用于形状不规则零件的周面非晶化、合金化和淬火等。
文档编号C21D9/32GK201358279SQ20092012652
公开日2009年12月9日 申请日期2009年3月4日 优先权日2009年3月4日
发明者杨长辉, 胡建军, 许洪斌, 陈元芳 申请人:重庆工学院