[發明專利]使用等離子體浸沒離子注入(PIII)對活塞環進行滲氮的裝置

有效

• 申請號: 201210083684.7
• 申請日: 2012-03-27
• 公開（公告）號: CN103361595A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 郭達勤;王國華;吳征威;熊濤;朱劍豪
• 申請（專利權）人: 香港生產力促進局
• 主分類號: C23C8/36
• 分類號: C23C8/36;F16J9/26
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 瞿衛軍

1.一種用于在其上支承至少一個物體以進行摻雜的裝置，其包括：

a)底部；

b)設置在所述底部上的中心支撐體；和

c)至少一個適于連接到并包住所述中心支撐體的外殼蓋，以在其間產生空腔；

其中，所述物體適于經由所述物體的內表面而緊固地安裝到所述外殼蓋上；在摻雜期間，由摻雜系統提供的熱量通過所述腔以加熱所述物體，由此通過所述摻雜系統提供的摻雜劑來均勻地摻雜所述物體的外表面。

2.如權利要求1所述的裝置，還包括設置在所述中心支撐體上的延展組件，以用于延展所述外殼蓋。

3.如權利要求2所述的摻雜裝置，其中所述延展組件包括可滑動地連接到所述中心支撐體上的第一滑塊和第二滑塊，適于被固定到所述第一和第二滑塊上的鉸鏈，和適于移動所述第一和第二滑塊的旋轉部件；且其中，當使用者以預定方向轉動所述旋轉部件時，所述第一和第二滑塊沿著所述中心支撐體滑動以伸展所述鉸鏈，從而延展所述外殼蓋。

4.如權利要求2所述的裝置，其中，所述延展組件設置在所述中心支撐體的每一端。

5.如權利要求1所述的裝置，其中，所述外殼蓋包括用于緊固被安裝在所述外殼蓋上的所述物體的緊固軸。

6.如權利要求1所述的裝置，還包括適于互相結合以包住所述中心支撐體的兩個外殼蓋，和適于緊固所述兩個外殼蓋之間的所述結合的鎖。

7.如權利要求1所述的裝置，其中，所述物體為活塞環且所述摻雜劑為氮化物。

8.一種用于在其上安裝至少一個活塞環以進行摻雜的裝置，其包括：

a)底部；

b)設置在所述底部上的中心軸；和

c)適合于互相結合的三個外殼蓋，用于包住所述中心軸，以在其間產生空腔；

其中，所述活塞環適于經由所述活塞環的內表面緊固地安裝在所述外殼蓋上；在摻雜期間，所述腔提供用于供由摻雜系統提供的熱量通過的通道，以加熱所述活塞環，由此通過由所述摻雜系統提供的摻雜劑來均勻地摻雜所述活塞環的外表面。

9.如權利要求8所述的裝置，還包括設置在所述中心軸的每一端上的延展組件，用于延展所述外殼蓋，其包括可滑動地連接到所述中心支撐體上的第一滑塊和第二滑塊，適于被固定至所述第一和第二滑塊的鉸鏈，和適于移動所述第一和第二滑塊的旋轉部件；且其中，當使用者以預定方向轉動所述旋轉部件時，所述第一和第二滑塊則沿著所述中心支撐體滑動以伸展所述鉸鏈，從而延展所述外殼蓋。

10.用于對多個活塞環進行滲氮的方法，其包括：

a)提供根據權利要求1的裝置；

b)在所述外殼蓋上以預定的空間間隔堆疊多個活塞環；

c)將具有安裝于其上的所述活塞環的所述裝置放置在真空腔內，并抽吸所述真空腔至預定的基準壓力；

d)將氮氣引入所述真空腔內，以使所述真空腔達到預定工作壓力，；

e)將等離子體浸沒離子注入滲氮應用于所述真空腔；和

f)以預定持續時間將所述真空腔的溫度提高至預定溫度；

由此在所述活塞環的外表面上均勻地摻雜氮化層。

11.如權利要求10所述的方法，其中所述預定空間間隔在0mm至10mm的范圍內；所述預定基準壓力低于5.0x10^-3Pa；所述預定工作壓力在0.2Pa至200Pa的范圍內；所述預定溫度在200℃至1000℃的范圍內；所述預定持續時間在2至10小時的范圍內；在步驟(e)中的等離子體浸沒離子注入期間，產生的負電壓脈沖的電壓振幅在-500V和-2kV之間，產生的負電壓脈沖的頻率在100Hz和40kHz之間，且產生的負電壓脈沖的脈沖寬度至少為5微秒。