专利名称：一种铁路用耐磨捣镐等离子体表面处理装置及其使用方法
技术领域：
本发明涉及表面处理装置及其使用方法。
背景技术：
捣镐是应用于铁路大型养路机械-捣固车上的一种易耗部件，其作用是捣实并紧固位于铁路线路道床中的石碴，使石碴为轨枕提供稳定而坚实的支撑。捣固作业时，由于道床是散粒结构，耐磨捣镐的受力情况很复杂，不仅受到冲击力和摩擦力的作用，还受到交变应力的作用。因此，要求捣镐具有较高的耐磨性和足够的抗疲劳能力，以取得良好的工作效果和延长使用寿命。通过在表面堆焊、喷焊耐磨合金层可以增加耐磨捣镐表面硬度提高耐磨性，但堆焊、喷焊耐磨合金层对焊接工艺有较高要求，如焊接工艺不满足要求，将会导致不合格产品的出现，使用中出现耐磨合金层整体掉块脱落等情况。钎焊硬质合金片可以大大提高耐磨捣镐表面硬度，但硬质合金与钢钎焊属于异种金属焊接，不易取得很高的连接强度。由于堆焊、喷焊、钎焊耐磨合金层工艺复杂，且性能难以保证，因此迫切需要一种新的表面处理技术提高捣镐表面硬度和增加其耐磨性，同时保持母材基体强韧性，使捣镐在使用中不会出现掉块、掉渣等现象
发明内容
·本发明是要解决现有铁路用耐磨捣镐表面处理的工艺复杂，且性能难以保证的问题，从而提供一种铁路用耐磨捣镐等离子体表面处理装置及其使用方法。一种铁路用耐磨捣镐等离子体表面处理装置，是由冷却水通路、氩气和氮气混合气体通道、耐高温陶瓷元件、捣镐镐头预留口、耐高温密封件、真空泵抽气通道、可拆卸式不锈钢等离子体产生器实体和反应室组成，所述捣镐镐头预留口从可拆卸式不锈钢等离子体产生器实体内部延伸到外部，耐高温陶瓷元件和耐高温密封件设置在捣镐镐头预留口上，所述耐高温密封件在耐高温陶瓷元件的上方，所述冷却水通路开在可拆卸式不锈钢等离子体产生器实体内部，所述氩气和氮气混合气体通道和真空泵抽气通道在反应室上部且左右对称。本发明的装置内部反应室形状与捣镐相似，可获得与捣镐表面匹配并均匀分布的等离子体层，通过均匀分布的含氮等离子体与捣镐表面反应形成表面改性层，获得表面改性层厚度深，硬度高，提高捣镐的耐磨性和抗疲劳性能。一种铁路用耐磨捣镐等离子体表面处理装置的使用方法，具体是按以下步骤完成的:一、将等离子体表面处理装置拆开，将捣镐置入反应室内，然后将等离子体表面处理装置装上，捣镐镐头通过捣镐镐头预留口连接电极正极，通过耐高温陶瓷元件和耐高温密封件密封反应室，开启冷却水通路中冷却水循环，真空泵接真空泵抽气通道将气压抽真空至 I(T3 ICT2Pa ；
二、通过氩气和氮气混合气体通道以流速为1200 1400mL/min，向反应室内充入氩气、氮气混合气，在可拆卸式不锈钢等离子体产生器实体与捣镐间施加方形负脉冲电压电离氩气、氮气混合气体，形成含氮高温等离子体；三、在电压为10 200Kev的电场作用下,含氮高温等离子体向捣镐表面运动轰击捣镐表面，形成改性层，即完成捣镐的表面处理。本发明包括以下有益效果:1、本发明对捣镐进行表面处理的加工成本低，且对基材的影响小；2、本发明对捣镐的表面处理形成的改性层厚度为200 μ m Imm ;硬度> 900HV。
图1为具体实施方式
一所述的一种铁路用耐磨捣镐等离子体表面处理装置的示意图；图2为图1的俯视图；图3为使用铁路用耐磨捣镐等离子体表面处理装置的示意图。
具体实施例方式具体实施方式
一:结合图1说明本具体实施方式
，本实施方式的一种铁路用耐磨捣镐等离子体表面处理装置，是由冷却水通路1、氩气和氮气混合气体通道2、耐高温陶瓷元件3、捣镐镐头预留口 4、耐高温密封件5、真空泵抽气通道6、可拆卸式不锈钢等离子体产生器实体7和反应室8组成，所述捣镐镐头预留口 4从可拆卸式不锈钢等离子体产生器实体7内部延伸到外部，耐高温陶瓷元件3和耐高温密封件5设置在捣镐镐头预留口 4上，所述耐高温密封件5在耐高温陶瓷元件3的上方，所述冷却水通路I开在可拆卸式不锈钢等离子体产生器实体7内部，所述氩气和氮气混合气体通道2和真空泵抽气通道6在反应室8上部且左右对称。本实施方式的装置内部反应室形状与捣镐相似，可获得与捣镐表面匹配并均匀分布的等离子体层，通过均匀分布的含氮等离子体与捣镐表面反应形成表面改性层，获得表面改性层厚度深，硬度高，提高捣镐的耐磨性和抗疲劳性能。
具体实施方式
二:结合图2说明本具体实施方式
，本实施方式与具体实施方式
一不同的是:所述的铁路用耐磨捣镐等离子体表面处理装置通过不锈钢螺丝进行上模和下模的拆装。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三:结合图3说明本具体实施方式
，本实施方式提供了一种铁路用耐磨捣镐等离子体表面处理装置的使用方法，具体是按以下步骤完成的:一、将等离子体表面处理装置拆开，将捣镐置入反应室8内，然后将等离子体表面处理装置装上，捣镐镐头通过捣镐镐头预留口 4连接电极正极，通过耐高温陶瓷元件3和耐高温密封件5密封反应室8，开启冷却水通路I中冷却水循环，真空泵接真空泵抽气通道6将气压抽真空至10_3 ICT2Pa ；
二、通过氩气和氮气混合气体通道2以流速为1200 1400mL/min，向反应室内充入氩气、氮气混合气，在可拆卸式不锈钢等离子体产生器实体7与捣镐间施加方形负脉冲电压电离氩气、氮气混合气体，形成含氮高温等离子体；
三、在电压为10 200Kev的电场作用下，含氮高温等离子体向捣镐表面运动轰击捣镐表面，形成改性层，即完成捣镐的表面处理。本实施方式包括以下有益效果:1、本实施方式对捣镐进行表面处理的加工成本低，且对基材的影响小；2、本实施方式对捣镐的表面处理形成的改性层厚度为200 μ m Imm ;硬度>900HV。
具体实施方式
四:本实施方式与具体实施方三不同的是:步骤一中将气压抽真空至10_3Pa。其它与具体实施方式
三相同。
具体实施方式
五:本实施方式与具体实施方式
三或四不同的是:步骤二中流速为1200mL/min。其它与具体实施方式
三或四相同。通过以下试验验证本发明的有益效果:试验一:本试验的一种铁路用耐磨捣镐等离子体表面处理装置的使用方法，具体是按以下步骤完成的:一、将等离子体表面处理装置拆开，将捣镐置入反应室8内，然后将等离子体表面处理装置装上，捣镐镐头通过捣镐镐头预留口 4连接电极正极，通过耐高温陶瓷元件3和耐高温密封件5密封反应室8，开启冷却水通路I中冷却水循环，真空泵接真空泵抽气通道6将气压抽真空至10_3Pa ；二、通过氩气和氮气混合气体通道2以流速为1200mL/min，向反应室内充入氩气、氮气混合气，在可拆卸式不锈钢等 离子体产生器实体7与捣镐间施加方形负脉冲电压电离氩气、氮气混合气体，形成含氮高温等离子体；三、在电压为IOOKev的电场作用下，含氮高温等离子体向捣镐表面运动轰击捣镐表面，形成改性层，即完成捣镐的表面处理。本试验对捣镐的表面处理形成的改性层厚度为500 μ m ;硬度为900HV。
权利要求
1.一种铁路用耐磨捣镐等离子体表面处理装置，其特征在于铁路用耐磨捣镐等离子体表面处理装置，是由冷却水通路(I)、氩气和氮气混合气体通道(2)、耐高温陶瓷元件(3)、捣镐镐头预留口(4)、耐高温密封件(5)、真空泵抽气通道(6)、可拆卸式不锈钢等离子体产生器实体(7)和反应室(8)组成，所述捣镐镐头预留口(4)从可拆卸式不锈钢等离子体产生器实体(7)内部延伸到外部，耐高温陶瓷元件(3)和耐高温密封件(5)设置在捣镐镐头预留口(4)上，所述耐高温密封件(5)在耐高温陶瓷元件(3)的上方，所述冷却水通路(I)开在可拆卸式不锈钢等离子体产生器实体(7)内部，所述氩气和氮气混合气体通道(2)和真空泵抽气通道(6)在反应室(8)上部且左右对称。
2.根据权利要求1所述的一种铁路用耐磨捣镐等离子体表面处理装置，其特征在于所述的铁路用耐磨捣镐等离子体表面处理装置通过不锈钢螺丝进行上模和下模的拆装。
3.如根据权利要求1所述的一种铁路用耐磨捣镐等离子体表面处理装置的使用方法，其特征在于铁路用耐磨捣镐等离子体表面处理装置的使用方法，具体是按以下步骤完成的: 一、将等离子体表面处理装置拆开，将捣镐置入反应室(8)内，然后将等离子体表面处理装置装上，捣镐镐头通过捣镐镐头预留口(4)连接电极正极，通过耐高温陶瓷元件(3)和耐高温密封件(5)密封反应室(8)，开启冷却水通路(I)中冷却水循环，真空泵接真空泵抽气通道(6)将气压抽真空至1(Γ3 ICT2Pa ； 二、通过氩气和氮气混合气体通道(2 )以流速为1200 1400mL/min，向反应室内充入氩气、氮气混合气，在可拆卸式不锈钢等离子体产生器实体(7)与捣镐间施加方形负脉冲电压电离氩气、氮气混合气体，形成含氮高温等离子体； 三、在电压为10 200Kev的电场作用下,含氮高温等离子体向捣镐表面运动轰击捣镐表面，形成改性层，即完成捣镐的表面处理。
4.根据权利要求3所述的一种铁路用耐磨捣镐等离子体表面处理装置的使用方法，其特征在于步骤一中将气压抽真空至10_3Pa。
5.根据权利要求3所述的一种铁路用耐磨捣镐等离子体表面处理装置的使用方法，其特征在于步骤二中流速为1200mL/min。
全文摘要
一种铁路用耐磨捣镐等离子体表面处理装置及其使用方法，涉及表面处理装置及其使用方法。本发明是要解决现有铁路用耐磨捣镐表面处理的工艺复杂，且性能难以保证的问题。一种铁路用耐磨捣镐等离子体表面处理装置是由冷却水通路，氩气和氮气混合气体通道，耐高温陶瓷元件，捣镐镐头预留口，耐高温密封件，真空泵抽气通道，可拆卸式不锈钢等离子体产生器实体和反应室组成。使用方法一、将捣镐置入反应室内，密封，抽真空；二、反应室内充入氩气和氮气，施加方形负脉冲电压电离氩气、氮气混合气体，形成含氮高温等离子体；三、轰击捣镐表面形成改性层，即完成捣镐的表面处理。本发明应用于表面加工领域。
文档编号E01B27/20GK103194720SQ20131014337
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月24日 优先权日2013年4月24日
发明者陈辉, 江超, 陈林, 苟国庆, 庄严 申请人:四川广正科技有限公司