一种辉光离子渗氮炉的制作方法

本实用新型涉及离子渗氮炉技术领域，具体为一种辉光离子渗氮炉。

背景技术：

离子渗氮是一种可以显著提高钢铁零件表面耐磨损、疲劳、腐蚀、抗高温氧化和提高工件寿命的金属表面强化工艺。它是将待处理的工件放在真空容器中，并充以133～1333Pa低压的含氮气体，以工件作为阴极，真空容器的壁罩作为阳极或在容器内另设金属阳极，在阴阳极之间加上数百伏直流电压，两极间的稀薄气体被电离，从而产生辉光放电的工艺过程。当辉光被点燃后，由于容器中的气体被电离，正离子向作为阴极的工件运动，电子将飞向阳极，这样阴阳极问就有连续的电流通过，氮和氢的离子在高压电场的作用下，以很大的能量轰击工件表面，产生大量的热量把工件加热到所需要的温度，同时氮的正离子在工件表面产生复合，化学反应和吸附、扩散的物理化学反应，较快的形成了高硬度的氮化层及多元素的化学层。用于完成这种工件表面强化工艺的专用设备称之为离子渗氮炉。

为了保证离子渗氮的质量，通常要求离子渗氮真空炉有:良好的气密性，以适应炉内要达到133～1333Pa真空度的要求；良好的绝缘性，在阴阳极之间有500～1000伏的直流电压时，保证阴极引线穿过炉体时与炉体绝缘；由于炉体的密封绝缘材料耐热温度较低，一般只有60～90℃，而渗氮时炉温为500～600℃，因此真空炉体要有良好的隔热性。

目前，国内市场上的炉盖的升降装置主要分为三类：电动升降装置、液压升降装置、液压或气动升降装置但是目前阶段的升降机存在诸多的不足之处，例如，稳定性差，升降幅度小，衔接不够牢固，国内外市场销售的辉光离子渗氮炉多数无辅助加热装置,有的虽有辅助加热装置,但无法升高温。由此产生几个问题：升温时间长,生产效率低；无法达到钛合金渗氮温度；炉温均匀性差,对温度敏感性较高的金属渗氮无法进行。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种辉光离子渗氮炉，解决了耗能、工件冷却时速度慢、工件温度均匀性差、升降稳定性差，升降精度低的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种辉光离子渗氮炉，包括基座，其特征在于：所述的基座的上侧固定设置有底座，所述的底座的上侧固定设置有下炉盖，所述的下炉盖的上侧固定设置有炉体，所述的炉体的上侧固定设置有上炉盖，所述的下炉盖的内侧下部固定设置有延伸到下炉盖的外部的抽气环管，所述的炉体的内侧下端固定设置有阴极盘，所述的阴极盘的上侧固定设置有导向环板，所述的上炉盖的内部中间位置固定设置有热交换器，所述的上炉盖内部且位于热交换器的下方固定设置有延伸到上炉盖外部的进气环管，所述的上炉盖的内部中间位置且位于热交换器的上侧设置有离心风机，所述的上炉盖的外侧上部固定设置有与离心风机连接的真空电机，所述的真空电机的上部通过连接杆固定连接有液压升降装置，所述的液压升降装置的下端固定设置在基座的上侧,所述的导向环板的上侧中间位置固定设置有支座，所述的支座的上侧固定设置有载物台，所述的导向环板的上侧且位于支座的外部固定设置有绝缘座，所述的绝缘座的上侧且位于载物台的外侧设置有小圆筒，所述的绝缘座的上侧且位于小圆筒的外侧设置有大圆筒，所述的小圆筒的上端固定设置有绝缘陶瓷片，所述的绝缘陶瓷片的上侧均匀设置有发热体，所述的炉体的外部设置有与加热体电连接的辅助加热电源，所述的炉体的侧部设置有进气口，所述的炉体的外部设置有通过管道与进气口连接的氨气瓶；

所述液压升降装置包括底座,所述底座的上方安装有外支架和内支架，所述外支架和内支架之间的交叉位置处通过铰链转动连接，所述外支架和内支架的一端均安装在第二固定板上，所述第二固定板安装在第二固定杆的两端，所述外支架和内支架的另一端均安装在第一固定板上，所述第一固定板安装在第一固定杆的两端，所述第一固定杆与第二固定杆的两侧分别通过第三固定板安装有第一液压装置和第二液压装置，所述外支架和内支架的顶部安装有托板，所述托板的上方安装有防护栏，所述的第一固定杆分别与托板滑动连接,所述的第二固定杆与底座滑动连接。

优选的，所述的炉体的内部设置有水冷层，所述的炉体的内部且位于水冷层的外侧设置有真空层。

优选的，所述上炉盖的上侧设置有压力安全阀和电接点压力表。

优选的，所述第一液压装置和第二液压装置相互错开安装在外支架和内支架之间。

优选的，所述外支架和内支架共设置有十对，且十对外支架和内支架均分为每五对相互首尾连接安装在底座的两侧。

优选的，所述的上炉盖上设置有与热交换器连接的冷却水进水管和冷却水出水管。

优选的，所述小圆筒和大圆筒由低碳钢制成。

(三)有益效果

本实用新型提供了一种辉光离子渗氮炉。具备以下有益效果：

1、该辉光离子渗氮炉，通过下炉盖、炉体、上炉盖、抽气环管、阴极盘、导向环板、热交换器、进气环管、离心风机和真空电机，冷却气体经真空阀通过供气管接头和进气环管进入炉体内，在离心风扇作用下在炉体内部流动，带走工件上的热量，并通过热交换器实现循环冷却，同时在炉体的内部设置有水冷层，炉体的内部且位于水冷层的外侧设置有真空层，在水冷层和真空层共同作用下实现炉温的均匀性，达到了节能、工件冷却时速度快、工件温度均匀性好的目的，炉体设计成真空层，保温性能好，可节省能源12％，真空电机控制气体流动，使处理的工件温度均匀性好，上下温差非常小。

2、该辉光离子渗氮炉，通过底座的上方的两侧分别安装有十对通过外支架和内支架组合而成的升降装置，从而可以使升降机的升降幅度大大增大，且每对外支架和内支架之间通过焊接块焊接连接，通过此种连接方式，增大了衔接的牢固度，增大了其使用寿命，且在外支架和内支架的两侧分别安装有上下错开支撑的第一液压装置和第二液压装置，达到了稳定快速升降的目的，通过此种设计可以有效增大升降机的升降稳定性。

3、该辉光离子渗氮炉，加设了辅助加热装置,其使用可调功率适配电源,并由离子渗氮炉特性出发,合理布置了辅助发热元件,辅助加热温度可以达到钛合金渗氮的温度,温度均匀性达到铝合金等温度敏感性较强的金属要求。由于辅助加热温度高,本发明又可作为真空回火炉使用,同时可配置热交换器与快冷风机,加快冷却,避免某些钢回火脆性；通过空心阴极装置的放置，用空心阴极放电提高放电强度和离化率，从而产生高浓度、高活性的渗扩物质，在表面形成耐蚀性好，硬度高，同时摩標磨损性能良好的改性层；利用双层圆筒来实现空心阴极放电，提高了氮化加工效率；达到了增强氮化效果、避免产生打弧和边缘效应、缩短生产周期、增强炉温均匀性的目的。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型升降装置的结构示意图；

图3为本实用新型炉体的结构示意图。

图中：1基座、2底座、3下炉盖、4炉体、401水冷层、402真空层、5上炉盖、6抽气环管、7阴极盘、8液压升降装置、801底板、802导轨固定架、803导轨、804升降架、805固定板、806齿条、807电机、808行走齿轮、809控制柜、810红外线发射器、811红外线接收器、9导向环板、10热交换器、11进气环管、12离心风机、13真空电机、14连接杆、15压力安全阀、16电接点压力表、17冷却水进水管、18冷却水出水管、19支座、20载物台、21绝缘座、22小圆筒、23大圆筒、24绝缘陶瓷片、25加热体、26辅助加热电源、27进气口、28氨气瓶。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，本实用新型提供一种辉光离子渗氮炉，包括基座1，基座1的上侧固定设置有底座2，底座2的上侧固定设置有下炉盖3，下炉盖3的上侧固定设置有炉体4，炉体4的上侧固定设置有上炉盖5，下炉盖3的内侧下部固定设置有延伸到下炉盖3的外部的抽气环管6，炉体4的内侧下端固定设置有阴极盘7，阴极盘7的上侧固定设置有导向环板9，上炉盖5的内部中间位置固定设置有热交换器10，上炉盖5内部且位于热交换器10的下方固定设置有延伸到上炉盖5外部的进气环管11，上炉盖5的内部中间位置且位于热交换器10的上侧设置有离心风机12，上炉盖5的外侧上部固定设置有与离心风机12连接的真空电机13，真空电机13的上部通过连接杆14固定连接有液压升降装置8，液压升降装置8的下端固定设置在基座1的上侧,导向环板9的上侧中间位置固定设置有支座19，支座19的上侧固定设置有载物台20，导向环板9的上侧且位于支座19的外部固定设置有绝缘座21，绝缘座21的上侧且位于载物台20的外侧设置有小圆筒22，绝缘座19的上侧且位于小圆筒22的外侧设置有大圆筒23，小圆筒22的上端固定设置有绝缘陶瓷片24，绝缘陶瓷片24的上侧均匀设置有发热体25，炉体4的外部设置有与加热体25电连接的辅助加热电源26，炉体4的侧部设置有进气口27，炉体4的外部设置有通过管道与进气口27连接的氨气瓶28；

液压升降装置8包括底座807,底座807的上方安装有外支架802和内支架803，外支架802和内支架803之间的交叉位置处通过铰链810转动连接，外支架802和内支架803的一端均安装在第二固定板805上，第二固定板805安装在第二固定杆814的两端，外支架802和内支架803的另一端均安装在第一固定板801上，第一固定板801安装在第一固定杆813的两端，第一固定杆813与第二固定杆814的两侧分别通过第三固定板812安装有第一液压装置804和第二液压装置811，外支架802和内支架803的顶部安装有托板809，托板809的上方安装有防护栏808，第一固定杆813分别与托板809滑动连接,第二固定杆814与底座807滑动连接。

炉体4的内部设置有水冷层401，所述的炉体4的内部且位于水冷层401的外侧设置有真空层402。上炉盖5的上侧设置有压力安全阀15和电接点压力表16。第一液压装置804和第二液压装置811相互错开安装在外支架802和内支架803之间。外支架802和内支架803共设置有十对，且十对外支架802和内支架803均分为每五对相互首尾连接安装在底座807的两侧。上炉盖5上设置有与热交换器10连接的冷却水进水管17和冷却水出水管18。小圆筒22和大圆筒23由低碳钢制成。

使用时，炉体4的内部且位于水冷层的外侧设置有真空层402，在水冷层201和真空层共同作用下实现炉温的均匀性，达到了节能、工件冷却时速度快、工件温度均匀性好的目的，炉体4设计成真空层，保温性能好，可节省能源12％，真空电机控制气体流动，使处理的工件温度均匀性好，上下温差非常小。通过第二液压装置811和第一液压装置804的伸长，控制外支架802和内支架803在铰链810的作用下，相互转动，使彼此之间在竖直方向的夹角相互減小，从而外支架802和内支架803相互支撑将托板809缓慢顶起，使其升高，然后通过第二液压装置811和第一液压装置804的收缩，即可控制其下降。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。