密度的位错层，有利于渗层的形成和扩散等，渗层硬度高，厚度厚，组织均匀，同时阴极1和阴极2电压易于协调配合，防止打弧、阴极效应的产生。
【附图说明】
[0009]图1是交互式双阴极离子表面热处理炉的示意图。
[0010]图1中，(1).脉冲电源，(2).阴极2，(3).真空系统，(4).阴极1，(5).炉底盘，
(6).进水口，(7).真空抽气口，(8).抽气口控制阀，(9).压缩空气入口，(10).压缩空气控制阀，(11).阴极盘，(12).冷却水夹层，(13).真空绝热和气体冷却夹层，(14).多孔壁面铁质圆筒(筒体罩和筒底板)，(15).渗氮气体供气系统，(16).冷却水出口，(17).气流出口控制系统，(18).温度测控系统。
【具体实施方式】
[0011]本实用新型结合【具体实施方式】进一步说明如下:
[0012]本实用新型的交互式双阴极离子表面热处理炉由图1可见，其工作过程按下述流程进行。
[0013]真空系统(3)将炉内抽真空，同时打开抽气控制阀(8)，压缩空气控制阀(10)和气流出口控制系统(17)处于关闭状态，从真空抽气口(7)抽真空，使真空绝热和气体冷却夹层(13)处于真空状态，起绝热保温作用，将脉冲电源(1)工作在同步或异步输出方式，并分别向阴极1 (4)和阴极2 (2)输出负电压，使阴极1 (4)电压的占空比低于零，阴极2 (2)占空比等于零，使多孔壁面铁质圆筒(14)产生辉光，渗氮气体供气系统(15)向炉内输送渗氮气体，渗氮气体进入炉内并沿多孔壁面铁质圆筒(14)的外壁分布，再经壁孔进入反应室，而得到预热和分解，辉光强度逐渐增大，调节阴极1 (4)的电压、占空比和进气流量，可变化辉光强度，圆筒(14)在辉光作用下温度升高，并对工件加热，炉内温度由温度测控系统
(18)控制与显示，工件温度低于渗氮保温温度100°C时，调节阴极2 (2)电压的占空比大于零，使工件表面产生辉光，炉内温度进一步升高，达到渗氮温度时开始保温，工件表面氮化反应。由于脉冲电源对电压输出的控制，阴极1 (4)和阴极2 (2)上的电压可同步输出或异步输出，但阴极1 (4)上的电压绝对值低于阴极2 (2)上的电压绝对值，则炉体、圆筒
[14]和阴极盘(11)三者间为顺电场关系，电场强度得到增强，氮和氢离子轰击阴极(工件)表面的强度大，溅射效应高，更易于工件表面形成高密度的位错层，有利于渗层的形成和扩散等，渗层硬度高，厚度厚而均匀，并且阴极1 (4)和阴极2 (2)电压的协调配合防止打弧和阴极效应的产生。在炉内冷却降温时，关闭抽气控制阀(8)，开启压缩空气控制阀(10)和气流出口控制系统(17)，向真空绝热和气体冷却夹层中通入流动压缩空气，此时真空绝热和气体冷却夹层(13)则作为气体冷却夹层，炉内层则由加热保温时的隔热作用改变为起热传递作用，同时从进水口( 6 )向冷却水夹层(12)通入冷却7K，并由冷却水出口( 16 )排出，在气流和冷却水的共同作用下将炉内的热量传出，使炉内温度快速下降。
【主权项】
1.一种交互式双阴极离子表面热处理炉，包括炉体、炉底盘、真空系统、供气系统、温度测控系统和脉冲电源，其特征在于炉体为三层结构，炉体外层与中间层之间为冷却水夹层，中间层与内层之间为真空绝热和气体冷却夹层，炉体内设置多孔壁面铁质圆筒，圆筒内为摆放工件的阴极盘，炉体为阳极并接地，多孔壁面铁质圆筒与阴极盘构成双阴极，分别为阴极1和阴极2，炉体、多孔壁面铁质圆筒和阴极盘三者间为顺电场关系。2.根据权利要求1所述的一种交互式双阴极离子表面热处理炉，其特征在于多孔壁面铁质圆筒由筒体罩和筒底板组成，两者为分体结构，筒体罩与炉体连接，筒底板放置在炉底盘和阴极盘之间，并相互绝缘。3.根据权利要求2所述的一种交互式双阴极离子表面热处理炉，其特征在于，所述的多孔壁面铁质圆筒的筒体罩和筒底板的厚度为4?20mm，其上开设直径10?14mm圆形通孔，孔间距为30?40_。4.根据权利要求1所述的一种交互式双阴极离子表面热处理炉，其特征在于中间层与内层之间的真空绝热和气体冷却夹层为空腔，处于真空状态时为真空绝热夹层，通入流动压缩空气时则为气体冷却夹层。5.根据权利要求1所述的一种交互式双阴极离子表面热处理炉，其特征在于多孔壁面铁质圆筒阴极1的电位不低于阴极盘阴极2的电位，其电压值由脉冲电源控制，可同步或异步输出，阴极1和阴极2的电压值和占空比可分别调节。
【专利摘要】本实用新型涉及一种交互式双阴极离子表面热处理炉。包括炉体、炉底盘、真空系统、供气系统、温度测控系统和脉冲电源。炉体为三层结构，炉体外层与中间层之间为冷却水夹层，中间层与炉体内层之间为真空绝热和气体冷却夹层，炉体内设有多孔壁面铁质圆筒，并为阴极1，圆筒内为摆放工件的阴极盘，并为阴极2，炉体为阳极并接地，阴极1、阴极2和阳极分别与脉冲电源的负极1、负极2和正极连接，炉体、多孔铁质圆筒和阴极盘三者间为顺电场关系，其电压值由脉冲电源控制，可同步或异步输出，电压值和占空比可分别调节。在炉内升温和保温过程中，真空绝热和气体冷却夹层处于真空状态，为真空绝热夹层，起绝热保温作用，同时炉内层起隔热作用，而在炉内降温过程中，真空绝热和气体冷却夹层中通入流动的压缩空气，则为气体冷却夹层，同时炉内层的作用则转变为热传递作用。本实用新型氮化效率高，质量好，加热和冷却速度快、节能、节水。
【IPC分类】C23C8/36
【公开号】CN205152313
【申请号】CN201520823627
【发明人】魏晓伟, 魏稔峻, 王剑, 徐磊, 张建军
【申请人】西华大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年10月23日