[發(fā)明專利]使用等離子體浸沒離子注入(PIII)對活塞環(huán)進(jìn)行滲氮的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210083684.7
• 申請日: 2012-03-27
• 公開（公告）號: CN103361595A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭達(dá)勤;王國華;吳征威;熊濤;朱劍豪
• 申請（專利權(quán)）人: 香港生產(chǎn)力促進(jìn)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(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 瞿衛(wèi)軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于對活塞環(huán)進(jìn)行滲氮的支承裝置，且具體地涉及使用等離子體浸沒離子注入(PIII)對活塞環(huán)進(jìn)行滲氮的支承裝置。?

背景技術(shù)

近幾年，內(nèi)燃機被設(shè)計以滿足增長的對高輸出量、高的單位分鐘轉(zhuǎn)數(shù)和更長的產(chǎn)品使用壽命的需求，并符合世界范圍內(nèi)日益嚴(yán)格的廢氣排放規(guī)定。因此發(fā)動機中使用的活塞環(huán)是在更加嚴(yán)格的操作環(huán)境下運行的。典型地，很多這種活塞環(huán)在其上下表面上形成有鍍鉻膜、氮化層或者物理氣相沉積膜。氮化硬面層總是形成在活塞環(huán)的外表面上。美國專利US6,279,913中公開了氮化環(huán)的實例。鍍層操作實質(zhì)上將增加活塞環(huán)的制造成本。?

一般而言，滲氮是一種將氮擴散進(jìn)入金屬表面以產(chǎn)生表面硬化的表面的熱處理工藝。其主要用于鋼，但也可用于鈦、鋁和鉬。等離子體滲氮，也被稱為離子滲氮、等離子體離子滲氮或者輝光放電滲氮，是一種用于金屬材料的工業(yè)化表面硬化處理。在等離子體滲氮中，滲氮介質(zhì)的反應(yīng)性能不歸因于溫度，而是歸因于氣體電離態(tài)。在這一技術(shù)中，使用強電場以產(chǎn)生圍繞待氮化表面的氣體的離子化分子。該具有離子化分子的高活性氣體被稱為等離子體，為這種技術(shù)命名。用于等離子體滲氮的氣體通常為純氮，因為不需要自發(fā)分解。由于氮粒子可通過電離制得，不同于氣浴或鹽浴的是，等離子體滲氮的效率不取決于溫度。因此，等離子體滲氮可以在從260℃至高于600℃的寬的溫度范圍內(nèi)實施。例如，可在中等溫度(如420℃)下氮化不銹鋼而不形成氮化鉻沉淀，由此保持其耐腐蝕性能。例如，在美國專利?US6142481、US6139022和US6149162中已經(jīng)廣泛地討論了對活塞環(huán)進(jìn)行滲氮的方法。?

在如上所述用于滲氮工藝的傳統(tǒng)滲氮系統(tǒng)中，涉及了很多部件或構(gòu)件，尤其是比如加熱構(gòu)件和支承構(gòu)件，因此系統(tǒng)的這種復(fù)雜性會很容易降低在活塞環(huán)上滲氮的效率。?

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)上述背景技術(shù)，本發(fā)明的目的是提供用于支承活塞環(huán)和對活塞環(huán)進(jìn)行滲氮的可選裝置。?

因此，在一個方面，本發(fā)明是一種用于在其上支承用于摻雜的至少一個物體的裝置，其包括：底部，設(shè)置在所述底部上的中心支撐體，和至少一個適于連接到并包住所述中心支撐體以便在其間形成空腔的外殼蓋。所述物體適于經(jīng)由其內(nèi)表面而牢固地安裝在所述外殼蓋上，因此在物體的摻雜期間，由摻雜系統(tǒng)提供的熱量通過所述腔以加熱物體。同樣，使用所述摻雜系統(tǒng)提供的摻雜劑來均勻地?fù)诫s所述物體的外表面。?

在本發(fā)明的一個示例實施例中，所述裝置還包括設(shè)置在所述中心支撐體上的延展組件，用于延展所述外殼蓋。在另一個示例實施例中，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(zhuǎn)部件。當(dāng)使用者將所述旋轉(zhuǎn)部件沿預(yù)定方向旋轉(zhuǎn)時，所述第一和第二滑塊沿著所述中心支撐體滑動，從而伸展所述鉸鏈，以延展所述外殼蓋。?

在另一個示例實施例中，所述裝置包括一個外殼蓋，其中所述外殼蓋還包括用于緊固被安裝在所述外殼蓋上的物體的緊固軸。在另一個示例實施例中，所述裝置包括兩個適于互相結(jié)合以包住所述中心支撐體的外殼蓋，和適于緊固兩個外殼蓋之間的所述結(jié)合的鎖。?

在又一個示例實施例中，所述物體為活塞環(huán)，且摻雜劑為氮化物。?

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種用于在其上安裝至少一個待摻雜的活塞環(huán)的裝置，其包括底部，設(shè)置在所述底部上的中心軸，和三個適于互相結(jié)合以包住所述中心軸從而在其間形成空腔的外殼蓋。所述活塞環(huán)適于經(jīng)由其內(nèi)表面而緊固地安裝到所述外殼蓋上，因此在活塞環(huán)的摻雜期間，所述腔提供通道，以供由摻雜系統(tǒng)提供的熱量通過，從而加熱所述活塞環(huán)。同樣，使用由所述摻雜系統(tǒng)提供的摻雜劑來均勻地?fù)诫s所述活塞環(huán)的外表面。?

在另一個示例實施例中，所述裝置還包括設(shè)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。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(zhuǎn)部件。當(dāng)使用者以預(yù)定方向轉(zhuǎn)動所述旋轉(zhuǎn)部件時，所述第一和第二滑塊則沿著所述中心支撐體滑動，從而伸展所述鉸鏈，以延展所述外殼蓋。?