離子熱處理設備

離子熱處理設備

離子熱處理設備
離子熱處理設備由離子發生器(電源)、真空爐體、測溫測壓裝置、供氣排氣系統及其他配套部件組成,關鍵部分為電源和真空爐體。

電源

生産中應用的。

直流電源提供的電壓、電流是近似平直或帶有波動的直流電。,頻率50HZ,滅弧裝置為限流電阻或電子開關。直流電源結構簡單,價格便宜,維修方便,使用壽命長,功率大。但滅弧可靠性不理想,處理溫度與電壓、電流、氣壓不能分開,工藝參數不能獨立調節,尤其當功率密度較小時(<0.2W/cm2),不能保證滲層均勻,故直流電源的使用受到一定限制,為了克服上述缺點,開發了脈沖電源

脈沖電源提供的電壓、電流是具有一定周期的近似方波的脈沖。80年代,德、法、俄、美、英等國相繼開展脈沖電源的研究和應用。目前,德、法已有系列産品,電壓1000V,功率50~300kW,頻率800~1000Hz,最高可達10Hz(功率40kW以下)。80年代末,我國開始脈沖電源的研究與應用。鐵道部科學研究院先後研制成晶閘管斬波脈沖電源(1990年),GTO斬波脈沖電源(992年),和高頻脈沖電源(1997年),三種脈沖電源工作時,都是頻率(周期)T固定,而脈沖寬度t可調。α=t/T稱為導通比。目前.已有系列産品,在生産中應用效果良好。主要技術指标見表。

脈沖電源主要技術指标:

技術指标  GTO斬波脈沖電源  高頻脈沖電源

功率/kW 50~200 30~50

工作電壓/V 1000 1000

工作頻率/Hz 1000 10000~20000

導通比α 0.1~0.8 0.1~0.8

滅弧時間/μs  <10  <10

脈沖電源的主要優點是;①滅弧速度快(10~6μs),能有效地抑制空心陰極效應。對有小孔、溝槽的複雜工件和小模數齒輪可進行更有效的處理;②能獨立調節工藝參數,增加工藝可調性,擴大應用範圍,尤其适宜于離于N-C共滲和離子滲碳;③與直流電源相比,可節約電源30%左右。

真空爐體

國内外在工業生産中應用的爐體主要有四種類型:①水冷雙層爐壁的真空容器,其形狀有鐘罩式和井式。國内産品的主要規格為:功率25~50kW,真空爐膛直徑700~1700mm,高800~4000mm。該種爐體結構簡單,可用組合件,易于改變爐體高度,叫制造大型爐子,價格便宜,維修少,使用有命長,但能耗大,爐内工件溫度均勻性不易控制,對形狀複雜,且要求滲層均勻、變形小的工件,難于進行有效處理。

對流或熱輻射輔助加熱裝置的熱爐壁真主爐體,使用這種爐子,處理的工件溫度均勻,工藝較易調整,工件升溫、冷卻快。對不同形狀和壁厚的零件可進行有效處理。該種爐子适宜進行離子N-C共滲、離子多元共滲等。但結構較複雜,造價高,工藝成本較高,增加了維修量,難制造大型爐子。③帶高壓氣淬裝置的離子滲碳爐。④帶整體油淬裝置的離子滲碳爐。這後兩種爐子,都是在真空滲碳爐的基礎上,加裝高頻脈沖電源,由微機控制工藝過程。德國Ipsen公司,為了保證每爐處理的産品質量穩定,重現性好,滲碳時有高的碳傳輸量,采用離子電流密度傳感器來控制離子滲碳工藝過程。它對工件表面碳含量、碳分布和滲層深度的控制,與現代滲碳(微機碳勢控制)一樣精确、可靠。

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