Установки ионного нагрева

Ионный нагрев применяют для азотирования, цементация, нитроцементации и борирования деталей машин и инструмента с целью создания у них износостойких и упрочненных поверхностных слоев.

Ценным качеством установок ионного нагрева является возможность гибкого регулирования процессов и их интенсификации.

При ионном нагреве используется эффект тлеющего разряда постоянного тока между катодом и анодом.

В качестве катода используются обрабатываемые детали 2 (валы, шестерни, режущий инструмент и т. п.), а в качестве анода — стенки контейнера (печи) 1 (рис. 5.11) При обработке деталей сложной конфигурации применяют специальные профилированные аноды. Установка оснащена вакуумной системой 3 и газобаллон­ной станцией 4. Питание осуществляется от блока 6, а контроль и управление — с помощью системы приборов 5.

Рис. 5.11. Схема установки для ионного азотирования

 

Между деталью (катодом) и анодом возбуждается тлеющий разряд, и положительные ионы газа, бомбардируя поверхность катода нагревают её до температуры насыщения. При тлеющем разряде обеспечивается одинаковая плотность тока по всей поверхности катода. При давлениях 10²... 10³ Па основное падение потенциала происходит в околокатодной области разряда толщиной около I мм, что обеспечивает равномерный нагрев поверхности катода Процесс ионного азотирования реализуется в две стадии: I очистка поверхности катодным распылением; II — собственно насыщение.

Катодное распыление проводится в течение 5...60 минут при напряжении 1100...1400 В и давлении 10...20 Па. В процессе катодного распыления температура детали не превышает 250 °С. Температура азотирования           500...580 °С, разрежение 10²..10³ Па, рабочее напряжение 400...1100 В, продолжительность процесса 1...24 ч.

Схема промышленной установки ионного азотирования приведена на рис. 5.12.

Рис.5.12. Схема установки ионного азотирования ОКБ-1566

 

Установка состоит из двух вакуумных нагревательных камер 1 и 2, источника электропитания 8, разъединителей 6 и 7,вакуумной системы 11 и газоприготовительной установки 10. Нагревательные камеры работают поочерёдно от общего источника питания и системы подачи газа Нагревателей и футеровки печи не имеют. Установка снабжена стандартным блоком измерения и регулирования температуры 9 и термопарами 4, установленными в каждой камере. После загрузки деталей в печь на специальной подвеске включаются вакуумные насосы, и в печи создается необходимое разрежение. При подаче напряжения на катод и анод печи доводят силу тока до заданной величины, и начинается процесс нагрева поверхностных слоев деталей. При поступлении в печь диссоциированного аммиака происходит процесс насыщения поверхности детали азотом. Параметры процесса определяются заданной структурой азотированного слоя, его толщиной, маркой стали и т. д.

При ионном азотировании скорость процесса (при небольших толщинах слоев) в 5...10 раз выше, чем при азотировании в обычной печи. Кроме того, резко снижается коробление деталей, уменьшается хрупкость азотированного слоя и упрощается зашита поверхности детали, не подвергаемой азотированию.

⇐ Предыдущая14151617181920212223Следующая ⇒

Поделиться: