[发明专利]一种基于感应加热的双脉冲快速渗氮方法及装置

摘要

本发明公开了一种基于感应加热的双脉冲快速渗氮方法及装置。本发明是通过高频电源对真空管中的工件进行快速加热氮化，采用红外测温仪和压力传感器分别对工件的表面温度和真空管中渗氮气体压力进行监测，控制系统通过温度信号控制工件在设定温度区间脉冲循环或稳定于设定温度，通过压力信号控制管内压力呈矩形脉冲式变化。本发明的优点是温度脉冲增强表面原子的振动频率和幅度，压力脉冲提高介质中的活性氮原子数，在双脉冲条件下最终加速了氮原子的渗入，实现金属的快速氮化。

主权项

一种基于感应加热的双脉冲快速渗氮方法，其特征在于：该方法通过高频电源对石英真空管中的工件进行快速加热氮化，采用红外测温仪和压力传感器分别对石英真空管内工件的表面温度和真空管中的渗氮气体压力进行监测，控制系统通过温度信号控制工件在设定温度区间脉冲循环或稳定于设定温度，通过压力信号控制管内压力呈矩形脉冲式变化；具体操作步骤如下：步骤一、先将需要进行渗氮处理的工件表面清洗后放入双脉冲感应渗氮装置的石英真空管中，然后密封、检漏后反复抽真空并通入高纯氮气或氩气排除石英真空管内空气；步骤二、对石英真空管抽真空，达到真空度要求后，开启高频机对石英真空管中的工件进行加热，同时采用红外测温仪和压力传感器分别对工件的表面温度和石英真空管中渗氮气体的压力进行监测；步骤三、将温度信号和压力信号反馈给控制系统，控制系统通过控制高频机的加热电流使石英真空管中的工件在设定温度区间脉冲循环或稳定于设定温度，氮化温度范围是400℃～1200℃；步骤四、工件达到预定温度或温度区间后，控制系统通过控制电磁阀向石英真空管中通入设定压力的渗氮气体介质，渗氮介质为高纯氨气、氮气或其他含氮气体，气体压力范围为‑90 kPa～+100 kPa；步骤五、采用脉冲加气的方式反复周期性的充入渗氮介质，相邻加气间隙进行抽真空处理，使石英真空管中的气体压力呈矩形脉冲式变化，该矩形脉冲的周期范围为1 min～30 min；步骤六、渗氮处理时间控制在1 min～120 min，渗氮完成后关闭高频机停止对工件进行加热；步骤七、保持石英真空管中的渗氮介质在一定压力或抽真空状态下，将工件温度降到300℃以下，取出工件，完成氮化处理。