一种脉冲离子氮化阴极电弧大型弧源一体机，属于材料表面技术领域。其特征是：包括真空室1、阴极电弧源电源2、工件3、抽真空系统4、脉冲负偏压电源5、脉冲离子渗氮电源6、通入Ar、N2、H2装置7、加热装置8、通入氨、丙酮或乙醇、或丙烷、或CO2装置9；能承担真空消除应力退火，脉冲离子氮化、脉冲离子软氮化及阴极电弧离子镀厚膜；能制备工件3表层耐磨层硬度呈缓和过渡分布,防止镀膜脱落的镀膜。本发明专利技术的效果和益处是：可代替现行电镀硬铬，对环境没有污染,对人体无害；解决钛合金耐磨性不足；应用广泛如模具、机床零部件、机车、轴类、缸套、活塞环、进排气伐、航天器件等部件。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料表面
，涉及到脉冲离子渗氮及阴极电弧离子镀装置。
技术介绍
目前脉冲离子渗氮及阴极电弧离子镀技术，是在两个装置分别完成工艺操作，阴极电弧大型弧源镀膜机可镀制金属间化合物如CrN、TiN、TiAlN等厚膜硬度均可达2000Hv，而工件3基材硬度为200?300Hv，由于二者硬度相差太大，工件3在服役中硬镀膜易脱落；而脉冲离子氮化炉可制备改性层，硬度为1200HV，可做为工件3题与硬镀膜之间过渡层；目前为制备工件3表面耐磨层硬度呈缓和过渡厚膜层工艺操作是:工件3首先在脉冲离子渗氮炉渗氮加工制备改性层完成后，取出工件，再经清洗烘干，装进阴极电弧离子镀炉中进行离子镀硬膜工艺操作，主要缺点:镀膜质量受影响又其附着性，增加加工时间，生产成本提高；目前电镀硬铬膜层硬度为700?900Hv，电镀硬铬工艺缺点是:严重污染环境，六价铬对人体有害；本专利技术脉冲离子氮化阴极电弧大型弧源一体机可以解决上述问。
技术实现思路
本专利技术的目的是:提供一种脉冲离子氮化阴极电弧大型弧源一体机，在一体机可中同时完成脉冲离子渗氮及阴极电弧离子镀工艺操作，能制备工件3表层耐磨层硬度呈缓和过渡的厚膜层，防止硬镀膜层在服役中脱落，主要优点:设备投资减少，加工时间减少，镀膜质量好，服役时间增加，降低生产成本。本专利技术的技术方案是:脉冲离子氮化阴极电弧大型弧源一体机，由真空室1、阴极电弧源电源2、工件3、抽真空系统4、脉冲负偏压电源5、脉冲离子渗氮电源6、通入Ar、N2,H2装置7、加热装置8、通入氨、丙酮或乙醇、或丙烷、或CO 2装置9组成；脉冲离子渗氮电源6主要参数是:最大输出峄值电流:200?300A，最大输出平均电流:100?150A，输出电压:O?1000V连续可调，频率:1000Hz，灭弧速度:小于15微秒(us);阴极电弧大型弧源2主要参数是:弧电源:100?400A，阴极电弧源靶材尺寸:<2 100200mm，弧斑驱动磁场:双磁场。本专利技术的效果和益处是:取代对环境污染对人体有害电镀硬铬工艺，脉冲离子氮化阴极电弧大型弧源一体机，能承担真空消除应力退火、脉冲离子氮化、脉冲离子软氮化及阴极电弧离子镀厚膜工艺操作；能制备工件3表面耐磨层硬度呈缓和过渡分布的厚膜层，耐磨层硬度及膜层厚度分布是:工件3基材硬度200?300Hv，脉冲离子氮化炉制备改性层硬度400?1200Hv，改性层厚度40?150 μ m，阴极电弧离子镀制备镀膜层硬度1300?2000Hv膜层厚度20?80 μ m ;解决钛合金硬度太低耐磨性不足；材料可取碳钢、合金钢、不锈钢、球墨铸铁、钛合金；可用于、机床零部件、化工机械、农业机械、矿山机械、机车、轴类、杆件、缸套、活塞环、进排气伐、纺织机械、造纸机、航天器件模具、夹具等部件。【附图说明】附图是脉冲离子氮化阴极电弧大型弧源一体机示意图。图中:1真空室；2阴极电弧源电源；3工件；4抽真空系统；5脉冲负偏压电源；6脉冲离子渗氮电源；7通入Ar、N2, H2装置；8加热装置；9通入氨、或丙酮、或乙醇、或丙烷、或CO2装置。【具体实施方式】以下结合技术方案和附图详细叙述本专利技术的【具体实施方式】。本专利技术脉冲离子氮化阴极电弧大型弧源一体机主要参数:1.真空室I立式园筒形，双开门，外冷板，内径C 1200mm，高1800mm，C 960mm公转盘2.真空抽气系统4粗抽机组:2X-70旋片泵3台，RT0-600罗茨I台，精抽主泵:F400/3500涡轮分子泵3台，配I台2X-70旋片泵作维持泵3.脉冲离子渗氮电源6最大输出峰值电流:200A，最大输出平均电流:100A，输出电压:0?1000V连续可调，频率:1000Hz，灭弧速度:彡15微秒(us)，控温方式:予置温度、4?20mA、PID连续调节，控温精度±1°C4.阴极电弧大型弧源2弧电源:250A，阴极电弧源靶材尺寸:Φ 155mm，数量:20套，弧斑驱动磁场:双磁场，电动屏蔽板20套当离子渗氮时阴极电弧源要屏蔽5.工件脉冲偏压电源5普斯特70KW脉冲偏压电源，O?1000V6.工件烘烤加热系统842KW加热器，炉内温度550°C ±5°C，不能超过650°C7.操控糸统三菱Q系PLC、研华一体工控机，17in触摸显示屏8.气路系统7，96路七星华创数字质量流量计，分别输入Ar、NH3, N2, H2, CO2,前置有电磁保护阀，混气罐，复合充气管，每路充气管双层微孔结构保混气均匀9.工件3驱动变频器控制交流电机，主轴磁流体密封，转架公转速I?18转/转转min,无级调速，在离子渗氮时工件不转动。【主权项】1.一种脉冲离子氮化阴极电弧大型弧源一体机，包括真空室(I)、阴极电弧源电源(2)、工件(3)、抽真空系统(4)、脉冲负偏压电源(5)、脉冲离子渗氮电源(6)、通入41.、^、H2装置(7)、加热装置(8)、通入氨、丙酮、或乙醇、或丙烷、或C02装置(9)组成；其特征是:脉冲离子渗氮电源(6)主要参数是:最大输出峄值电流:200?300A，最大输出平均电流:100?150A，输出电压:0?1000V连续可调，频率:1000Hz，灭弧速度:彡15微秒(us);阴极电弧大型弧源(2)主要参数是:弧电源:100?400A，阴极电弧源靶材尺寸:<2 100?200_，弧斑驱动磁场:双磁场:脉冲离子氮化阴极电弧大型弧源一体机能承担真空消除应力退火、脉冲离子氮化、脉冲离子软氮化及阴极电弧离子镀厚膜工艺操作；能制备工件(3)表层耐磨层硬度呈缓和过渡分布厚膜层。2.根据权利要求1所述的一种脉冲离子氮化阴极电弧大型弧源一体机，其特征是:在一体机同时完成脉冲离子渗氮及阴极电弧离子镀工艺操作，能制备工件(3)表层耐磨层硬度呈缓和过渡的厚膜层，工件(3)基材硬度200?300Hv，脉冲离子氮化炉制备改性层硬度400?1200Hv，改性层厚度40?150 μ m,阴极电弧离子镀制备镀膜层硬1300?2000Hv膜层厚度20?80 μ m。【专利摘要】一种脉冲离子氮化阴极电弧大型弧源一体机，属于材料表面
其特征是：包括真空室1、阴极电弧源电源2、工件3、抽真空系统4、脉冲负偏压电源5、脉冲离子渗氮电源6、通入Ar、N2、H2装置7、加热装置8、通入氨、丙酮或乙醇、或丙烷、或CO2装置9；能承担真空消除应力退火，脉冲离子氮化、脉冲离子软氮化及阴极电弧离子镀厚膜；能制备工件3表层耐磨层硬度呈缓和过渡分布,防止镀膜脱落的镀膜。本专利技术的效果和益处是：可代替现行电镀硬铬，对环境没有污染,对人体无害；解决钛合金耐磨性不足；应用广泛如模具、机床零部件、机车、轴类、缸套、活塞环、进排气伐、航天器件等部件。【IPC分类】C23C8/36【公开号】CN104911534【申请号】CN201510206421【专利技术人】董闯, 陈宝清, 陈大民, 张吉祥, 谷伟, 张庆祥, 胡小刚 【申请人】大连理工大学【公开日】2015年9月16日【申请日】2015年4月27日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种脉冲离子氮化阴极电弧大型弧源一体机，包括真空室(1)、阴极电弧源电源(2)、工件(3)、抽真空系统(4)、脉冲负偏压电源(5)、脉冲离子渗氮电源(6)、通入Ar、N2、H2装置(7)、加热装置(8)、通入氨、丙酮、或乙醇、或丙烷、或CO2装置(9)组成；其特征是：脉冲离子渗氮电源(6)主要参数是：最大输出峄值电流：200～300A，最大输出平均电流：100～150A，输出电压：0～1000V连续可调，频率：1000Hz，灭弧速度：≤15微秒(us)；阴极电弧大型弧源(2)主要参数是：弧电源：100～400A，阴极电弧源靶材尺寸：￠100～200mm，弧斑驱动磁场：双磁场：脉冲离子氮化阴极电弧大型弧源一体机能承担真空消除应力退火、脉冲离子氮化、脉冲离子软氮化及阴极电弧离子镀厚膜工艺操作；能制备工件(3)表层耐磨层硬度呈缓和过渡分布厚膜层。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：董闯，陈宝清，陈大民，张吉祥，谷伟，张庆祥，胡小刚，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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