專利名稱：熱基體滲涂金屬的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及真空表面涂復(fù)范疇，是基體在熱態(tài)下的一種滲涂金屬的裝置。
已有的涂復(fù)裝置有真空蒸發(fā)、濺射和離子鍍等方法。使用這些方法的裝置，工件均處于冷態(tài)，涂層和基體之間沒有過渡層，即滲層，結(jié)合力不牢。
美國(guó)專利US4520268“常固相材料滲入基體表面的工藝”；中國(guó)發(fā)明專利CN85106757“強(qiáng)光離子滲金屬裝置及方法”，提出了兩種熱基體滲金屬方法。前者滲料需用外加電源進(jìn)行加熱，裝置至少需三種電源，五個(gè)絕緣電極，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。后者滲料和工件均放置于桶內(nèi)，工件周圍放置滲入金屬碎片。其不足是桶上下方溫度不均勻，滲料消耗大，并且需兩種電源、三個(gè)絕緣電極。
本實(shí)用新型的目的是為了克服以上缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，滲涂效率高的熱基體滲涂金屬的裝置。
本實(shí)用新型采用了一個(gè)可以抽真空并能充入惰性氣體的真空罩，真空罩內(nèi)壁附近有隔熱板，其作用是減少熱損耗，真空罩和隔熱板接于直流電源的正極，真空罩內(nèi)至少設(shè)置一個(gè)桶陰極，桶陰極接直流電源的負(fù)極，桶陰極的下端封閉，其中央放置工件，其內(nèi)壁四周放置用滲涂料制成的多組空心陰極，并能產(chǎn)生多組空心陰極放電效應(yīng)，滲涂料金屬離子由空心陰極放電取得，桶陰極上端有一個(gè)中間開孔的上蓋板，可使桶內(nèi)溫度均勻。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
在
圖1中
1－真空罩，2－隔熱板，3－上蓋板，4－桶陰極，5－滲涂料，6－工件，7－支撐物，8－針形閥，9－節(jié)流閥，10－氬氣瓶，11－緩沖袋，12－溫度計(jì)，13－直流電源，14－真空泵，15－真空計(jì)，16－冷卻水管。
下面結(jié)合
圖1進(jìn)一步說明本裝置的工作過程。
如
圖1所示，真空罩(1)接直流電源(13)的正極，與地同電位。桶陰極(4)接直流電源(13)的負(fù)極。桶陰極(4)上端有上蓋板(3)，它中心有孔，孔面積為桶陰極(4)橫截面積的1／10－1／4。桶陰極(4)和上蓋板(3)由滲涂料材料或不銹鋼材料制成。在桶內(nèi)壁四周有滲涂料(5)，制成空心陰極形狀的滲涂料(5)可以用絲狀或片狀滲涂材料制成。工件(6)置于桶內(nèi)中央部位，工件(6)由支撐物(7)固定，支撐物(7)由滲涂材料制成。真空罩(1)內(nèi)壁四周有隔熱板(2)，它和真空罩(1)同電位。真空罩(1)外壁有冷卻水管(16)，對(duì)真空罩進(jìn)行冷卻。真空罩(1)內(nèi)充入的惰性氣體選用氬氣。
工作時(shí)，首先由真空泵(14)將真空罩(1)內(nèi)氣體的壓強(qiáng)抽至0.013－0.0013Pa，氣壓由真空計(jì)(15)進(jìn)行測(cè)量。然后將氬氣瓶(10)的節(jié)流閥(9)打開，將氬氣送入緩沖袋(11)，緩沖袋(11)中的氬氣壓力為一個(gè)大氣壓。調(diào)節(jié)針形閥(8)，將氬氣充入真空罩(1)內(nèi)，氬氣壓強(qiáng)由真空計(jì)(15)進(jìn)行測(cè)量，氬氣壓強(qiáng)的范圍為13.3－0.1Pa。直流電源(13)的直流電壓輸出為400－900伏，桶陰極(4)內(nèi)的多組空心陰極便產(chǎn)生空心陰極放電，使桶陰極(4)內(nèi)產(chǎn)生了等離子區(qū)，使桶內(nèi)陰極(4)內(nèi)產(chǎn)生800－1200℃的高溫，溫度由溫度計(jì)(12)進(jìn)行測(cè)量。由于多組空心陰極是由滲涂料制成，空心陰極放電產(chǎn)生出滲涂料的金屬離子，滲涂料金屬離子在熱擴(kuò)散及電場(chǎng)力作用下滲涂到工件(6)表層中。滲涂料(5)選取有價(jià)值的元素W、Mo、Cr、Ti、Ni等。
桶陰極(4)可以是園形、方形、長(zhǎng)方形及其他合適的封閉形狀，并且真空罩(1)內(nèi)可以放置多個(gè)桶形陰極結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)點(diǎn)1.已有冷基體涂復(fù)裝置，涂層結(jié)合力不牢。本裝置涂層與基體之間有滲層，結(jié)合力強(qiáng)。
2.已有熱基體滲涂裝置，滲涂料離子采用蒸發(fā)或?yàn)R射的方法，其滲涂效度低。本裝置滲涂料離子采用空心陰極放電來取得。由于空心陰極放電提供了充足的滲涂料離子源，滲涂效率高。
3.已有熱基體滲涂裝置中，電源多于兩個(gè)，絕緣電極多于三個(gè)。而本裝置只用一個(gè)直流電源(13)，因直流電源(13)正端接地，故絕緣電極也只有一個(gè)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
4.由于本裝置的桶陰極上方有上蓋板(3)，使桶陰極(4)內(nèi)溫度均勻，使基體的滲涂層一致性好。
權(quán)利要求1.一種熱基體滲涂金屬的裝置，它包括可以抽真空且能充入惰性氣體的真空罩(1)，直流電源(13)，在真空罩(1)內(nèi)設(shè)置有桶陰極(4)，滲涂料(5)和工件(6)置于桶陰極(4)內(nèi)，桶陰極(4)接直流電源(13)的負(fù)極；其特征在于a.所述桶陰極(4)上端有一個(gè)中間開孔的上蓋板(3)；b.所述的滲涂料(5)制成空心陰極形狀，放置于桶陰極(4)內(nèi)壁四周；c.所述的真空罩(1)接直流電源(13)正極，即接地；d.所述的真空罩(1)內(nèi)壁四周有隔熱板(2)，它和真空罩(1)同電位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱基體滲涂金屬的裝置，其特征在于所述的上蓋板(3)中間開孔的面積為桶陰極(4)橫截面積的1／10－1／4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱基體滲涂金屬的裝置，其特征在于所述的上蓋板(3)和桶陰極(4)均可以用滲涂料材料和不銹鋼材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱基體滲涂金屬的裝置，其特征在于制成空心陰極形狀的滲涂料(5)可以用絲狀或片狀滲涂材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱基體滲涂金屬的裝置，其特征在于所述的隔熱板(2)可以用普通鋼板或不銹鋼板制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱基體滲涂金屬的裝置，其特征在于所述的桶陰極(4)可以是一個(gè)或多個(gè)。
專利摘要本實(shí)用新型是一種熱基體滲涂金屬裝置，屬于真空表面處理范疇。其特征在于桶陰極上端有一個(gè)中間開孔的上蓋板，滲涂料制成空心陰極形狀，放置于桶陰極內(nèi)壁四周。在熱擴(kuò)散和電場(chǎng)力作用下，使W、Mo、Cr、Ti、Ni等滲涂料的金屬離子滲涂到普通鋼及其他金屬中去，并可進(jìn)行多元金屬共滲。使金屬基體具有耐高溫、耐高溫氧化、耐腐蝕、耐摩擦等物理化學(xué)性能。
文檔編號(hào)C23C14/36GK2092545SQ9120666
公開日1992年1月8日 申請(qǐng)日期1991年4月25日 優(yōu)先權(quán)日1991年4月25日
發(fā)明者王煥明 申請(qǐng)人:王煥明