適用于等離子滲氮工藝的可靠真空供給真空系統(tǒng)

針對(duì)等離子滲氮工藝，在氮化爐中利用雅之雷德的真空系統(tǒng)技術(shù)。

等離子滲氮技術(shù)對(duì)于熱處理變得越來越重要。一流的技術(shù)和控制措施確保化合物層和擴(kuò)散層的結(jié)構(gòu)和成分可以得到持續(xù)的控制和監(jiān)測(cè)。脈沖直流等離子用于實(shí)現(xiàn)均勻的熱處理效果。這種熱化學(xué)工藝的優(yōu)勢(shì)是可以在 520°C 和 580°C 之間相對(duì)較低的溫度下進(jìn)行熱處理。為使等離子體導(dǎo)電，必須使用自由載流子進(jìn)行電力傳輸。在大氣壓力下，要使等離子體具有導(dǎo)電性，所需達(dá)到的溫度在經(jīng)濟(jì)上并不現(xiàn)實(shí)。然而，在實(shí)踐中，在 2.5 毫巴壓力下工作，這樣的條件就允許在低于 600°C 的溫度下進(jìn)行熱處理。與其他熱處理方法相比，這已經(jīng)是很低的溫度了，這對(duì)組件的扭曲特性具有極其積極的影響。此方法的另一優(yōu)勢(shì)是，可以對(duì)組件中不需要滲氮的各個(gè)部分進(jìn)行機(jī)械掩蔽，從而有選擇性地將其排除在滲氮工藝之外。這不會(huì)改變掩蔽部分底部表面的特性。

在實(shí)際執(zhí)行等離子滲氮工藝之前，需要將待處理的組件精確放置在固定設(shè)備上。零件必須放置在氮化爐中最合適的位置，方可實(shí)現(xiàn)理想的表面特性。在加料程序結(jié)束并關(guān)閉氮化爐后，即會(huì)將氮化爐抽真空至所需的工藝壓力，并使用壁裝式伴熱器對(duì)其進(jìn)行加熱。此加熱過程結(jié)束后，組件即會(huì)暴露于氮?dú)夥罩械妮x光放電作用下。在輝光放電過程中會(huì)產(chǎn)生等離子。在此過程中，氮進(jìn)行離解和離子化，并在組件表面燃燒。確切的處理溫度和滲氮持續(xù)時(shí)間取決于組件的材料、尺寸和成分，以及要實(shí)現(xiàn)的滲氮層深度。滲氮程序完成之后，氮化爐和組件即會(huì)進(jìn)行冷卻。整個(gè)過程持續(xù) 17 到 30 個(gè)小時(shí)。在此期間，真空系統(tǒng)一直處于運(yùn)行狀態(tài)。

此款真空系統(tǒng)包括一個(gè)油潤(rùn)滑旋片真空泵（作為前級(jí)泵）和一個(gè)羅茨真空泵。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)小于 1 x 10-2 毫巴的極限壓力，工藝過程中的實(shí)際工作壓力為 2.5 毫巴。這樣可以充分利用真空系統(tǒng)的最佳抽氣速率，也就是此運(yùn)行范圍內(nèi)的最高速率。

工藝開始時(shí)，好凱德旋片真空泵將氮化爐從大氣壓力抽至 100 毫巴的粗真空狀態(tài)。只有在此時(shí)羅茨真空泵才會(huì)運(yùn)行。作為增壓泵，它會(huì)顯著提高真空系統(tǒng)的抽氣速率，從而快速實(shí)現(xiàn)并可靠地維持工藝壓力。 通過將真空系統(tǒng)與旋片真空泵及其控制裝置結(jié)合使用并特別針對(duì)工藝進(jìn)行協(xié)調(diào)，能夠以近乎最低的能量消耗實(shí)現(xiàn)最快的抽氣速率。

通過精準(zhǔn)地維持工作壓力和抽氣速率，可以確保運(yùn)行能力和工藝的可復(fù)制性，從而能夠精確地實(shí)現(xiàn)理想的產(chǎn)品特性。氮化的等離子體大多是高合金不銹鋼，不過建筑用鋼或燒結(jié)金屬也采用此工藝進(jìn)行熱處理。

雅之雷德機(jī)電堅(jiān)持：真空技術(shù)的絕對(duì)可靠性是第一要?jiǎng)?wù)。這是因?yàn)闈B氮工藝中真空系統(tǒng)出現(xiàn)故障會(huì)導(dǎo)致整批高質(zhì)量、高成本的精密組件報(bào)廢。在此期間，真空供給沒有出現(xiàn)任何故障。

真空系統(tǒng)僅需要最低程度的維護(hù)。除了每日目視檢查油位，旋片真空泵以及羅茨真空泵齒輪中的機(jī)油僅需每?jī)赡旮鼡Q一次。