一種在金屬表面形成硫化物層的方法及其設備的製作方法
2023-12-10 23:41:57 3
專利名稱：一種在金屬表面形成硫化物層的方法及其設備的製作方法
技術領域：
本發明屬於對金屬表面滲硫的工藝及設備。
目前，國內外從事滲硫研究的機構不少，但這些生產只停留在實驗室階段，用於工業化生產存在下列問題1)在滲硫過程中，有氧化現象存在，造成處理效果波動、產品質量不穩定。
2)對滲硫工藝的前後處理不重視，影響處理效果，特別是對後處理的忽視，造成滲硫件易生鏽，阻礙工業化實施。
3)滲硫設備的維護缺乏結構上的保障。
4)滲硫過程所需氣體未考慮淨化，不利於工件和真空設備本身。
本發明的目的在於克服上述已知技術存在的不足，從而提供一種適合工業化生產的滲硫方法和設備，從工藝和結構兩方面提高工業化生產的穩定性和可靠性。
本發明的目的是通過如下方式實現的滲硫時，真空爐內工件與陰極板相連，加負高壓，進行等離子輝光放電，硫被霧化後在電場作用下轟擊工件，經熱擴散後在工件表面形成硫化層，其中還包括以下部驟1)在滲硫處理時的保護氣體採用還原性保護氣體；2)保護氣體在引入真空前需經過淨化器乾燥處理；3)工件在進行滲硫處理前，表面需經過化學清洗；4)工件在滲硫處理20～60分鐘後，立即在防鏽油中浸煮；5)電源系統同時具有直流及脈衝方式，脈衝方式適用於深孔狀零件。
上述工藝步驟3)所指的化學清洗步驟為除鏽——120℃熱油洗——超聲波處理——可揮發溶劑清洗。
上述步驟5)中防鏽油溫為80℃，油中加有添加劑鋅和鉬。
上述滲硫所需的設備包括真空爐(1)、電源(12)、溫控器(13)、真空泵(11)和保護氣源(10)組成，真空泵(11)和保護氣源(10)接通爐體內部，電源陽極與真空爐體相連並接地為零電位，陰極與真空爐內的陰極板相連，陰極板下帶有支撐輪(6)，與爐體絕緣，陰極板上碼放有工件(9)，其中真空爐(1)為臥式爐，3/4的爐體為移動式，帶有可調節爐體輪(7)，保護氣引入口、抽真空口、熱電偶線及電源負極均與固定的1/4爐體相連，真空爐體為夾套式，開口處及觀察窗的密封處採用矽橡膠(3)或氟橡膠密封。
本發明與現有技術相比具有如下優點1)打破了傳統的真空爐開門或開爐方式，將3/4的爐體作為可移動式，這種開爐方式可使爐內的工件更容易碼放，更重要的是使可移動的3/4端爐體內保持恆定的真空度，並使由開口處洩漏的空氣更快地被真空泵抽出，既保持了真空，又大大減少氧分子向3/4部分擴散，避免對工件的氧化和不利於減摩的二硫化鐵的生成，同時利用還原性保護氣體以及淨化、乾燥過程，可避免氧和氫對工件和真空系統的影響。
2)採用矽或氟橡膠密封，可避免普通橡膠所存在的被硫硬化導致壓升率改變的現象，同時，採用夾套式結構，便於進行檢漏，方便維修。
3)在工藝上採用的化學清洗，可提高滲硫效率，另外，工件在含添加劑的熱油中浸煮，可使多孔狀的硫化亞鐵含油，提高抗咬合、耐磨能力，同時可避免生鏽、被氧化和化學品侵蝕。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明
圖1是本發明的結構圖，也是一個實施例在圖1中(1)真空爐；(2)真空泵；(3)矽橡膠；(4)淨化器；(5)固體硫容器；(6)支撐輪；(7)可調節爐體輪；(8)軌道；(9)工件；(10)保護氣源；(11)真空泵；(12)電源；(13)溫控器；(14)熱電偶。
在實施例中支撐輪(6)為四個，安裝在陰極板下，裝卸工件時，3/4爐體拉出，陰極板不動，軌道(8)隨爐體移動，向外拉出，使兩個支撐輪懸空，同時陰極板與工件都顯露出來，即可從兩側裝卸，對工件內孔滲硫時，應採用脈衝電源，時間為45分鐘，固體硫容器(5)置於工件一側的陰極板上，由輝光加熱使硫粉氣化，批量加工時，需定期補充，保護氣體可為氮氣，爐採用矽橡膠條，裝於移動爐體接口處，輝光放電電壓為850伏，被滲金屬為45#鋼(滑動軸承軸承鋼)，加熱溫度為150℃，爐體內真空度為0.3託。
權利要求
1.一種在金屬表面形成硫化物層的方法，是在真空爐內工件與陰極板相連，加負高壓，進行等離子輝光放電，硫被霧化後在電場作用下轟擊工件，經熱擴散後在工件表面形成硫化層，其特徵在於包括以下幾個部驟1)在滲硫處理時的保護氣體採用還原性保護氣體；2)保護氣體在引入真空前需經過淨化器乾燥處理；3)工件在進行滲硫處理前，表面需經過化學清洗；4)工件在滲硫處理20～60分鐘後，立即在防鏽油中浸煮；5)電源系統同時具有直流及脈衝方式，脈衝方式適用於深孔狀零件。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的化學清洗步驟為除鏽——120℃熱油洗——超聲波處理——可揮發溶劑清洗。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的防鏽油溫為80℃，油中加有添加劑鋅和鉬。
4.一種在金屬表面形成硫化物層的設備，包括真空爐(1)、電源(12)、溫控器(13)、真空泵(11)和保護氣源(10)組成，真空泵(11)和保護氣源(10)接通爐體內部，電源陽極與真空爐體相連並接地為零電位，陰極與真空爐內的陰極板相連，陰極板下帶有支撐輪(6)，與爐體絕緣，陰極板上碼放有工件(9)，其特徵在於真空爐(1)為臥式爐，3/4的爐體為移動式，帶有可調節爐體輪(7)，保護氣引入口、抽真空口、熱電偶線及電源負極均與固定的1/4爐體相連，真空爐體為夾套式，開口處及觀察窗的密封處採用矽橡膠(3)或氟橡膠密封。
全文摘要
一種在金屬表面形成硫化物層的方法，是在真空爐內使用還原性保護氣體，工件經化學清洗、防鏽油浸煮除鏽，並使用直流和脈衝電源，其生產設備為臥式真空爐，3/4的爐體為移動式，爐體為夾套式，開口處密封用矽或氟橡膠，本發明可避免工件生成二氧化硫和被氧化，防止工件生鏽，其設備便於檢修。
文檔編號C23C8/06GK1119219SQ94115348
公開日1996年3月27日 申請日期1994年9月23日 優先權日1994年9月23日
發明者王旭 申請人:王旭