专利名称：气体氮化的催渗装置的制作方法
技术领域：
气体氮化的催渗装置
技术领域：
本实用新型属于金属材料热处理领域，特别涉及一种气体渗氮的催渗装置。背景技术：
不锈钢一般通过渗氮处理以获得优良的表面性能，如获得较高的表面硬度和较好的耐腐蚀性能。但是，不锈钢表层很容易形成致密的氧化膜，会阻止氮的渗入。当前解决这个难题有多种方法，如氯化氨除膜法、化学剂表面活化法、电解气相催渗法等，其中氯化氨除膜法由于不需要复杂的装置或设备，使用简单方便，是目前使用较多的方法。氯化氨除膜法的原理是将氯化氨和不锈钢工件一起置于氮化炉中加热，当达到一定温度时，氯化氨快速分解出氯离子，氯离子会和氧化膜反应形成金属氧化物，达到了破除氧化膜的作用。但是由于发生渗氮反应的温度更高，当炉温达到渗氮反应的温度时，炉内几乎不再有氯离子存在，使得此法作用时间过于短暂，导致氮化出来的不锈钢工件表面氮化层很不均勻，形成的氮化层也较薄。
实用新型内容基于此，有必要提供一种能有效降低氯离子扩散速度的气体氮化的催渗装置。本实用新型是通过以下技术方案实现的一种气体氮化的催渗装置，其包括器皿和设置于器皿内的氯化氨，所述器皿包括至少两个杯体，所述至少两个杯体大小不同并依次相互倒置，所述氯化氨位于最小的杯体内，并且相邻的两个杯体之间至少局部紧邻而形成间隙。所述气体氮化的催渗装置进一步包括填充于器皿内的石英砂。所述器皿包括2个 6个杯体，任意相邻的两个杯体分别为位于里面的内层杯体及位于外面的外层杯体，所述内层杯体及外层杯体均设置有杯底、杯壁及杯口，所述内层杯体的杯口紧邻外层杯体的杯底，所述间隙设置于内层杯体的杯口与外层杯体的杯底之间。所述杯体均为圆柱体形，所述内层杯体的高度及直径均小于相邻的外层杯体，所述内层杯体能完全收容于相邻的外层杯体内。所述杯体为陶瓷杯或玻璃杯等耐高温和耐腐蚀的杯体。所述石英砂被所述至少两个杯体的杯壁和杯底间隔成多层，每一层的厚度为30 毫米 60毫米。所述石英砂的粒度为80目 200目。所述氯化氨作为催化剂使用，并且其放置量为每立方米有效杯体容积10克 20克。本实用新型的有益效果如下所述器皿包括至少两个杯体，所述至少两个杯体大小不同并依次相互倒置，所述氯化氨位于最小的杯体内，并且相邻的两个杯体之间至少局部紧邻而形成间隙，可有效延长氯离子扩散途径，从而降低氯离子扩散速度。
图1为本实施方式一种气体氮化的催渗装置的结构示意图。
具体实施方式
本实施方式公开了一种气体氮化的催渗装置100，其包括器皿10和设置于器皿10 内的氯化氨20，所述器皿10包括至少两个杯体，所述至少两个杯体大小不同并依次相互倒置，所述氯化氨20位于最小的杯体内，并且相邻的两个杯体之间至少局部紧邻而形成间隙。所述气体氮化的催渗装置100进一步包括填充于器皿内的石英砂30。所述器皿10包括2个 6个杯体，任意相邻的两个杯体分别为位于里面的内层杯体及位于外面的外层杯体，所述内层杯体及外层杯体均设置有杯底、杯壁及杯口，所述内层杯体的杯口紧邻外层杯体的杯底，所述间隙设置于内层杯体的杯口与外层杯体的杯底之间。所述杯体均为圆柱体形，所述内层杯体的高度及直径均小于相邻的外层杯体，所述内层杯体能完全收容于相邻的外层杯体内。以下以杯体的数量为4个为例具体说明。请参图1，所述器皿10包括由内向外依次设置的第一杯体11、第二杯体12、第三杯体13及第四杯体14。所述第一杯体11相对于第二杯体12为内层杯体，而第二杯体12相对于第一杯体11为外层杯体，并以此类推。所述第一至第四杯体均为圆柱体形，均设置有杯底、杯壁及杯口。所述第一杯体11的高度和直径均小于第二杯体12并倒置于第二杯体 12内，所述第一杯体11的杯口紧邻第二杯体的杯底并形成间隙。所述第二杯体12的高度和直径均小于第三杯体13并倒置于第三杯体13内，所述第二杯体12的杯口紧邻第三杯体 13的杯底并形成间隙。所述第三杯体的高度和直径均小于第四杯体14并倒置于第四杯体 14内，所述第三杯体13的杯口紧邻第四杯体14的杯底并形成间隙。所述第一杯体11的杯底与第三杯体13的杯体相对并间隔设置，所述第二杯体12的杯底与第四杯体14的杯底相对并间隔设置。所述第一至第四杯体的杯壁依次间隔设置。这样，第一至第四杯体间形成有迷宫式的通道15，并且在间隙处形成通道的瓶颈151。所述氯化氨20设置于第一杯体 11内，且一般并不完全充满第一杯体11。所述石英砂30填充于第一至第四杯体内，也即整个通道15内。所述第一至第四杯体均为陶瓷杯或玻璃杯等耐高温和耐腐蚀的杯体。所述氯化氨 20位于第一杯体11内，所述氯化氨20的放置量为每立方米有效杯体容积10克 20克。 一般氯化氨10并不充满整个第一杯体11，但所述氯化氨20和石英砂30会填充满整个器皿 10，所述石英砂30被第一至第四杯体的杯底和杯壁间隔成数层，每一层的厚度为30毫米 60毫米，所述石英砂30的粒度为80目 200目。所述氯化氨20作为催化剂使用。具体使用时，将气体氮化的催渗装置100置于氮化炉(未图示)中，预排气或预抽真空后即可按正常的工艺进行氮化。当温度加热到450°C 500°C，氮化炉的排气口会出现少量白烟，氯化氨20开始分解形成氯离子，由于迷宫式的通道15所起的阻碍作用，延长了氯离子的扩散途径，排出的烟量很少，不会堵塞排烟管道，扩散时间可延伸到14小时 20 小时。本实施方式利用至少两个杯体相互倒置形成迷宫式的氯离子扩散通道15，并且设置至少一个瓶颈151，有效延长了氯离子扩散途径和降低了氯离子扩散的速度，从而延长氮化时间，保证不锈钢工件(未图示)表面氮化层达到一定深度且均勻。所述瓶颈即相邻杯体之间的间隙应为尽量小，以保证阻碍氯离子快速扩散。所述石英砂被第一至第四杯体的杯壁和杯底间隔成若干层，每一层的厚度为30毫米 60毫米，起到了减缓升温和减缓氯离子扩散的作用。 上述所列具体实现方式为非限制性的，对于本领域的技术人员来说，在不偏离本实用新型范围内，进行的各种改进和变化，均属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种气体氮化的催渗装置，其包括器皿和设置于器皿内的氯化氨，其特征在于所述器皿包括至少两个杯体，所述至少两个杯体大小不同并依次相互倒置，所述氯化氨位于最小的杯体内，并且相邻的两个杯体之间至少局部紧邻而形成间隙。
2.根据权利要求1所述的气体氮化的催渗装置，其特征在于所述气体氮化的催渗装置进一步包括填充于器皿内的石英砂。
3.根据权利要求1或2所述的气体氮化的催渗装置，其特征在于所述器皿包括2个 6个杯体，任意相邻的两个杯体分别为位于里面的内层杯体及位于外面的外层杯体，所述内层杯体及外层杯体均设置有杯底、杯壁及杯口，所述内层杯体的杯口紧邻外层杯体的杯底， 所述间隙设置于内层杯体的杯口与外层杯体的杯底之间。
4.根据权利要求3所述的气体氮化的催渗装置，其特征在于所述杯体均为圆柱体形， 所述内层杯体的高度及直径均小于相邻的外层杯体，所述内层杯体能完全收容于相邻的外层杯体内。
5.根据权利要求3所述的气体氮化的催渗装置，其特征在于所述杯体为陶瓷杯或玻璃杯等耐高温和耐腐蚀的杯体。
6.根据权利要求3所述的气体氮化的催渗装置，其特征在于所述石英砂被所述至少两个杯体的杯壁和杯底间隔成多层，每一层的厚度为30毫米 60毫米。
7.根据权利要求2所述的气体氮化的催渗装置，其特征在于所述石英砂的粒度为80 目 200目。
8.根据权利要求1所述的气体氮化的催渗装置，其特征在于所述氯化氨作为催化剂使用，并且其放置量为每立方米有效杯体容积10克 20克。
专利摘要一种气体氮化的催渗装置，其包括器皿和设置于器皿内的氯化氨，所述器皿包括至少两个杯体，所述至少两个杯体大小不同并依次相互倒置，所述氯化氨位于最小的杯体内，并且相邻的两个杯体之间至少局部紧邻而形成间隙，可有效延长氯离子扩散途径，从而降低氯离子扩散速度。
文档编号C23C8/24GK202284225SQ201120416679
公开日2012年6月27日 申请日期2011年10月27日 优先权日2011年10月27日
发明者徐德照 申请人:东莞市星杰热处理有限公司