[發明專利]一種用于輝光無氫滲碳的石墨源極

有效

• 申請號: 201410146017.8
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN103882369A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 陳飛;趙云
• 申請（專利權）人: 北京石油化工學院
• 主分類號: C23C8/36
• 分類號: C23C8/36
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;陳亮

技術領域

本發明涉及無氫滲碳技術領域，尤其涉及一種用于輝光無氫滲碳的石墨源極。

背景技術

目前，在輝光離子無氫滲碳工藝中，除處理溫度和時間等工藝參數外，石墨源極的結構和形式及工件在源極中的布局位置也對滲碳的效果產生較大影響。常用的輝光放電電極結構有平板型、洞穴型和深井型，雖都利用空心陰極輝光放電現象，但碳元素的濺射產額有限，工件周圍的碳濃度不高，滲碳效率不高。

工件的放置方式有平放式和懸掛式，但對于輝光無氫滲碳來說，很難使工件獲得全面、均勻的滲碳層。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于輝光無氫滲碳的石墨源極，應用該石墨源極對純鈦工件進行輝光無氫滲碳處理，可提高碳元素的濺射率26倍以上，且滲碳層均勻、致密，有效縮短滲碳時間和降低滲碳溫度，提高滲碳效率。

一種用于輝光無氫滲碳的石墨源極，所述石墨源極包括并聯放置的外部石墨罩體和內部石墨罩體，其中：

內外部石墨罩體的整體呈立方形，且內外部石墨罩體在同一側均開有測溫通氣孔；

所述內部石墨罩體的上下均勻分布有針狀石墨源極，且該內部石墨罩體中設置有石墨卡具，該石墨卡具用于夾持工件；

所述石墨卡具將所述工件水平懸浮于上下均勻分布的針狀石墨源極之間；

所述外部石墨罩體的外面為金屬罩體，并在該金屬罩體的一側設有另一測溫通氣孔。

所述并聯放置的外部石墨罩體和內部石墨罩體之間的間隙為10～20毫米。

所述上下均勻分布的針狀石墨源極與水平懸浮的工件之間的距離為8～15毫米。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，應用該石墨源極對純鈦工件進行輝光無氫滲碳處理，可提高碳元素的濺射率26倍以上，且滲碳層均勻、致密，有效縮短滲碳時間和降低滲碳溫度，提高滲碳效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發明實施例所述用于輝光無氫滲碳的石墨源極結構示意圖。

具體實施方式

下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護范圍。

由于碳元素的濺射產率極低，對于輝光無氫滲碳工藝來說，為了避免對工件的處理溫度過高、時間過長，而造成基體組織粗大，力學性能下降，工件變形大等問題，同時為了使碳元素獲得高的濺射能量，增加工件周圍的碳密度，并使工件獲得全面、均勻較厚滲碳層，必須優化設計石墨源極的結構形式及工件的布局位置。本發明實施例提供了一種用于輝光無氫滲碳的石墨源極，下面將結合附圖對本發明實施例作進一步地詳細描述，如圖1所示為本發明實施例所述用于輝光無氫滲碳的石墨源極結構示意圖，所述石墨源極包括并聯放置的外部石墨罩體1和內部石墨罩體2，其中：

該內外部石墨罩體的整體呈立方形，且內外部石墨罩體在同一側均開有測溫通氣孔，如圖1所示，外部石墨罩體1的一側設有測溫通氣孔8，內部石墨罩體2的一側設有測溫通氣孔7；

所述內部石墨罩體2的上下均勻分布有針狀石墨源極5，且該內部石墨罩體2中設置有石墨卡具3，該石墨卡具3用于夾持工件4；

石墨卡具3將工件4水平懸浮于上下均勻分布的針狀石墨源極5之間；具體實現中，該上下均勻分布的針狀石墨源極5與水平懸浮的工件4之間的距離為8～15毫米；

所述外部石墨罩體1的外面為金屬罩體6，并在該金屬罩體6的一側設有另一測溫通氣孔9。

另外，在具體實現中，并聯放置的外部石墨罩體1和內部石墨罩體2之間的間隙為10～20毫米；所采用的石墨為高純石墨，外部金屬罩體的材質為低碳鋼。

綜上所述，本發明實施例在充分利用空心陰極效應的基礎上，采用并聯放置的內外石墨罩體，利用此設計來進一步增加輝光放電電流密度，提高氣體電離率，增加碳元素的濺射量，將濺射出的碳元素束縛在石墨罩體內，提高工件周圍的濺射碳元素密度；內部石墨罩體上下均勻分布有針狀石墨源極，利用針狀石墨源極的尖端效應，再次增加石墨元素的濺射數量及能量。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。