专利名称：金属表面等离子弧射流束强韧化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种金属表面等离子弧射流束强韧化装置。属于高密度能量表面强化技术，适用于金属薄片表面强韧化处理。
目前，利用高能离子束，电子束轰击以及激光等表面强化技术，可在几分之一秒内把金属由室温加热到大大超过钢的相变温度(AC3)以上，其处理过程显著改善了材料的表面特性，并赋予材料以新的特点(1)可在保证工件无变形条件下进行表面层强化；(2)可获得表层超细化晶粒，大幅度提高材料的强度和韧性；(3)可提高金属表面强度及耐磨耐蚀性。但采用上述技术的缺点是设备复杂，耗能大，工件表面需预先经严格净化、磷化处理才能进行强化，并且生产成本偏高，设备维修困难不适合规模工业化生产。
本实用新型的目的在于克服激光、高能电子束等技术在生产应用上的不足，而提供一种金属表面等离子弧射流束强韧化装置，采用高温(1-1.5×104K)的等离子弧射流束直接扫描金属表面，能同样具有高速熔化——凝固加相变硬化的复杂过程，且对工件前处理的要求不高。在等离子弧射流束与金属表面交互作用下，可较易获得常规方法难以实现的超细马氏体组织，其强化硬度由基材的Hv200可升至Hv800以上，硬化带深度为0.5-1.5mm，强化筋的宽度可控制在2-8mm范围，当扫描速度为1-8m/min时，可获得表面为残余压应力状态(200-600Mpa)有利于提高工件的疲劳性能。
本实用新型的目的是这样实现的它是由等离子弧发生器、控制回路和工作平台组成。在工作平台的上方设置等离子弧发生器，其喷嘴可更换，尺寸各不相同，其孔道比为h/d=1-1.5，喷嘴与外冷却套紧密配合，喷嘴采用更换式结构，可适应不同宽度的强化带，避免损耗，若喷嘴不能更换，则金属表面易熔，凝固后产生裂纹，影响其使用性能。工作平台的四周均匀设置支座。工件通过紧固螺母、支座及压紧块固定在工作平台上。工作平台上设置有2-4条滑道。工作平台下方对应设有数个自驱动轮，自驱动轮通过液压机构在滑道内可同步自由升降，保持平稳运行，工件不易变形。
本实用新型是利用高密度能量的高温、高压缩的等离子弧射流束对金属薄片表面进行快速扫描，可有效提高金属薄片耐磨性及整体刚度。经试验处理后的切石材圆盘锯，切削硬度较高的石材时，可反复使用5-7次，每次切削面积可达350-450平方米，该装置对废旧盘锯表面强韧化处理效果更为突出。提高生产率，降低成本，适合机械化生产。
图1为本实用新型主视图。
图2为本实用新型俯视图。
以下结合附图详细描述本实用新型如
图1、2所示，它是由等离子弧发生器、控制回路和工作平台三部分组成，在工作平台13的上方设置等离子弧发生器，等离子弧发生器是由外冷却套14、喷嘴15、气体通道和水通道等件组成，其喷嘴15，可互相更换，尺寸各不相同，其孔道比为h/d=1-1.5，喷嘴15与外冷却套14紧密配合。工作平台13的四周均匀设置支座2，工件12通过紧固螺母7、支座2及压紧块6固定在工作平台13上。工作平台13上还设置有2-4条滑道1。工作平台13下方对应设有数个自驱动轮3，自驱动轮3通过液压机构4及支杆5在滑道内同步自由升降。
本实用新型的工作过程如下工件12在压紧块6和紧固螺母7及支座2作用下固定于工作平台13上，等离子弧发生器向工件12表面移动一定距离停止(一般为2-30mm)，采用机械跟踪方式调整具体定位。首先接通冷却水18，并导入可电离的气体17，由高频振荡器8，电阻11及电容10将钨极16与喷嘴15之间引出等离子导弧，然后由导弧过渡而形成转移型等离子弧，电流沿着工件12、钨极16和电源9组成一回路。高频振荡器8和电阻11、电容10回路是供引弧之用，当转移型等离子弧形成的压缩射流束稳定之后，自动切除引弧，这个过程在几秒钟内即可完成。出现稳定的射流束后即可由电源9维持进行金属表面强韧化处理。等离子弧发生器可按材质的几何加强筋的设计方式进行直线或曲线的条状处理。在完成强韧化处理后，将等离子弧发生器向上提升，将工作平台13上的紧固螺母7松开，移开压紧块6，同时通过液压机构4将自驱动轮3同步提升，穿过滑道1并高于工作平台13，将工件12支承离开工作台13，并起动驱动轮15将工件12移开工作区间，至此完成整个强韧化处理过程。
权利要求1．一种金属表面等离子弧射流束强韧化装置，它是由等离子弧发生器、控制回路和工作平台组成，其特征在于在工作平台13的上方设置等离子弧发生器，其喷嘴15可更换，尺寸各不相同，其孔道比为h/d=1-1.5，喷嘴15与外冷却套14紧密配合。
2．根据权利要求1所述的一种金属表面等离子弧射流束强韧化装置，其特征在于工作平台13的四周均匀设置支座2。
3．根据权利要求1或2所述的一种金属表面等离子弧射流束强韧化装置，其特征在于工作平台13上设置有2-4条滑道1，工作平台13下方对应设有数个自驱动轮3，自驱动轮3通过液压机构4在滑道内可同步自由升降。
专利摘要本实用新型涉及一种金属表面等离子弧射流束强韧化装置,它是由等离子弧发生器、控制回路和工作平台组成的。在工作平台的上方设置等离子弧发生器,其喷嘴可更换,孔道比为h/d=1－1.5。工件固定在工作平台上。工作平台上设有滑道,自驱动轮通过液压机构在滑道内可同步自由升降。本实用新型的优点是通过等离子弧射流束对金属薄片表面进行快速扫描,可有效提高金属薄片耐磨性及整体刚度。提高生产率,降低成本,适合机械化生产。
文档编号C21D1/09GK2322975SQ9724391
公开日1999年6月9日 申请日期1997年11月11日 优先权日1997年11月11日
发明者夏原, 王金月 申请人:夏原