一种双辉渗金属源极辅助阴极筒的制作方法

本实用新型涉及离子渗金属辅助阴极技术领域，特别是一种双辉渗金属源极辅助阴极筒。

背景技术：

双层辉光离子渗金属技术是一项在金属材料表面实施合金化的表面改性新技术。该技术将仅能进行非金属元素渗入的离子氮化技术拓展到能进行所有固态金属元素、非金属元素渗入的等离子表面合金化技术。其中电极结构是该技术的核心。通过对双层辉光离子渗金属技术的基本电极结构研究认为:电极结构可分为平板型、空心阴极型、不等电位空心阴极型和复合型等四种形式。而离子渗金属电极几何结构主要包括辅助阴极几何结构、源极几何结构和阴极几何结构三部分。

辅助阴极有4个重要作用：1、与源极和工件之间产生空心阴极效应增强放电的效果；2、加热工件和源极，均匀温度；3、形成较为封闭的空间，保持渗金属良好的气氛；4、更便捷的放置源极和工件。所以说源极设计、辅助阴极结构的不同很大程度上影响渗金属的效率。

中国专利公开号为CN85106757A“强光离子渗金属装置及其方法”，公开了一种利用二次着火现象所设计的强光离子渗金属装置及其方法，此装置阴极座上有一个用渗入金属做成的桶形靶,内放工件,工件周围放置渗入金属碎片，装置开始工作时桶形靶内电离产生“雪崩”,形成高能量强光离子区,完成强光离子渗金属过程,此装置渗入金属不受限制且不需要外加热源对工件进行加热，但是此装置因为渗入金属碎片堆积在筒状阴极内部，会导致内部温度不均匀，容易导致工件和筒状阴极变形，且因为筒内上下温度不一样，也会造成渗入元素在工件表面分布不均匀，影响性能。辉光放电时，内部温度极高，通过实验证实，渗入过程中经常会有温度不受控制导致源极熔融的情况，此装置在渗入的过程中若一旦温度超过金属的熔点，不仅使该装置和金属碎片融为一体，工件失效，还会导致事后装置的清理困难，甚至直接报废，增大资源消耗和人工成本。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的是，针对上述问题，提供一种双辉渗金属源极辅助阴极筒，能够防止源极熔融而造成的装置报废，保证渗金属均匀和实现多元、多物理形态的双辉渗金属。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种双辉渗金属源极辅助阴极筒，包括呈筒身和基座，所述筒身设置在基座上端；所述筒身上设有呈圆周阵列的锥形小孔，所述锥形小孔较大一端位于筒身外侧；所述基座为中空结构，且基座和筒身之间隔有底盘；所述底盘上位于筒身一侧设有凹槽，且围绕该凹槽还设有若干的通孔。

使用时，固定形态的源极可以安装在锥形小孔上，而粉末状渗入元素或者不规则形态渗入元素的源极可以放置在凹槽内。均匀设置的锥形小孔可以保证对工件各部位均匀渗金属，而且锥形小孔能够避免温度太高时丝状源极变形弯曲导致难以更换情况放生。上述凹槽的设置解决了现有阴极筒不方便放置粉末状或不规则的源极，或放置位置不正确导致工件渗金属不均匀的问题。现有的辅助阴极中源极熔融后容易对辅助阴极造成损坏或导致报废，上述方案中，在筒身下方设置基座，在源极熔融后直接通过底盘通孔掉落到基座内，从而避免对筒身造成损坏，这里可以直接通过更换基座完成清理，先比现有技术，其避免源极熔融后对辅助阴极的损害。

优选地，所述凹槽为倒圆锥型结构，并设置底盘中心。一方便放置粉末状渗入元素或者不规则形态渗入元素，且设置在底盘中部有利于工件渗金属均匀，二方便对后续残留物的清理。

优选地，所述通孔为椭圆形通孔或长圆孔，且围绕凹槽呈圆周阵列布置并和锥形小孔设置列数相同，同列的锥形小孔中心轴线与对应通孔的中心与处于同一平面上。通过椭圆形通孔，一可以避免菱角处放电现象的方式；二每一通孔均与每列锥形小孔对应，源极熔融后不会掉落到筒身或底盘上，避免筒身或底盘损坏；三针对源极熔融掉落量及其用量的曲线，设置椭圆形结构，保证不同时刻均保证足够大的通过通道，方便源极熔融后掉落通过。

优选地，所述椭圆形通孔的短直径不小于锥形小孔内侧孔径三倍。这样可以保证对源极熔融后有足够大的通过通道，避免其掉落到底盘上，损坏底盘。

优选地，所述基座侧面均布有若干散热孔。通过设置散热孔可以使筒内温度均匀，减少源极发生熔融现象。

优选地，所述锥形小孔的锥角为120°。一避免温度太高时丝状源极变形弯曲导致难以更换情况放生，二方便清理更换工作进行。

优选地，所述筒身上还设有一观察孔。通过观察孔可以清楚了解对工件作业的情况，进而控制进度。

优选地，所述基座底部为开口结构，对应该开口设置对应盖合的活动底盖。活动底盖可以收集掉落的源极熔渣，每次使用后只需对活动底盖进行清理更换，减少使用成本，节省大量清理时间和资源。

优选地，所述基座和筒身为一体结构，基座外轮廓与筒身外轮廓大小一致。一体式的结果保证阴极筒结构稳定，便于生产制造。

由于采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型结构简单，可以放置丝状、粉末状、板状多种形态的源极金属或者非金属，增加欲渗元素溅射面积，提高渗入效率。

2.本实用新型能够防止源极熔融而造成的装置报废，保证渗金属均匀和实现多元、多物理形态的双辉渗金属；工作时，当源极受热过高而熔融掉落时，将通过底盘通孔掉入在基座下内，防止机器收到污染，渗金属结束后，更换基座即可进行下一轮工作，节省了大量清理时间和资源。其中，大于源极直径三倍的椭圆形通孔保证源极熔融通过及掉入在基座下的活动底盖上，更换活动底盖即可进行下一轮工作，节省了大量清理时间和资源。

3.本实用新型在阴极筒下方有散热孔，使筒内温度均匀，减少源极发生熔融现象；锥形小孔能够避免温度太高时丝状源极变形弯曲导致难以更换情况放生。

附图说明

图1是本实用新型前视立体结构示意图。

图2是本实用新型部分立体结构俯视图。

图3是本实用新型立体结构示意图。

附图中，1-筒身1、2-基座2、3-锥形小孔3、4-观察孔4、5-散热孔5、6-底盘6、7-凹槽7、8-通孔8、9-活动底盖。

具体实施方式

以下结合附图对实用新型的具体实施进一步说明。

如图1-3所示，为辅助阴极筒示意图。辅助阴极筒包括一体化的呈筒身1和基座2，筒身1设置在基座2上端；筒身1和基座2轮廓大小一致。筒身1上设有呈圆周阵列的锥形小孔3和一观察孔4，锥形小孔3较大一端位于筒身1外侧。基座2为中空结构，基座2底部为开口结构，对应该开口设置对应盖合的活动底盖，沿基座2侧壁还设有若干散热孔5。基座2和筒身1之间隔有底盘6；底盘6上位于筒身1一侧设有凹槽7，且围绕该凹槽7还设有若干的通孔8。该凹槽7由底盘6中心向基座2一侧凹陷构成，凹槽7为倒圆锥型结构，并设置底盘6中心。这里通孔8为椭圆形通孔，且围绕凹槽7呈圆周阵列布置并和锥形小孔3设置列数相同，同列的锥形小孔3中心轴线与对应椭圆形通孔的两焦点与处于同一平面上。当然，通孔8也可以为长圆孔，同列的锥形小孔3中心轴线与对应长圆孔的两圆心与处于同一平面上。

如图1所示，辅助阴极筒工作时竖立放置，源极可以通过锥形小孔3均布在筒身1上，源极一端通过锥形小孔3伸入筒身1内。均匀设置的锥形小孔3可以保证源极均匀布置，从而对工件各部位均匀渗金属；同时，锥形小孔3能够避免温度太高时丝状源极变形弯曲导致难以更换情况放生。这里将锥形小孔3的锥角设为120°。一避免温度太高时丝状源极变形弯曲导致难以更换情况放生，二方便清理更换工作进行。观察孔4设置在筒身1中上部；通过观察孔4可以清楚了解对工件作业的情况，进而控制进度。工作时，源极熔融后掉落到基座2内。

如图2和3所示，为保证源极熔融后掉落到基座2内，不损坏筒身1和基座2，这里设置了底盘6、底盘6通孔8和活动底盖。底盘6间隔基座2和筒身1，其上的凹槽7可以放置粉末状渗入元素或者不规则形态渗入元素的源极，从而保证辅助阴极筒可以实现多元、多物理形态的双辉渗金属。在绕凹槽7呈圆周阵列布置椭圆形通孔，椭圆形通孔的个数与筒身1上锥形小孔3的列数对应，具体的是椭圆形通孔8对应设置在每列锥形小孔3的正下方，对应源极熔融后掉落的区域位置。而且为保证极熔融后掉落通过，这里通孔8的最小空间尺寸不小于锥形小孔3内侧孔径三倍。这样可以保证对源极熔融后有足够大的通过通道，避免其掉落到底盘6上，损坏底盘6。进一步的，活动底盖用于收集掉落的源极熔渣，活动底盖设置在基座2下方开口，具体基座2底部的安装槽内，其底部与基座2底面对齐，在每次使用后只需对活动底盖进行清理更换，减少使用成本，节省大量清理时间和资源。

为了使工作时筒内温度均匀，减少源极发生熔融现象；在座侧面均布有若干散热孔5，同于散热。

使用时，将丝状源极插入锥形小孔3内，丝状源极在筒内的长度不能超过椭圆形通孔的长轴长度，板状或者粉末状源极放置与凹槽7内，活动底盖放置在基座2下方，并与辅助阴极圆柱边缘对齐，不能露出缝隙。

上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。