[發明專利]一種熱作模具表面電弧等離子體輔助低壓滲氮方法

有效

• 申請號: 201510607501.0
• 申請日: 2015-09-22
• 公開（公告）號: CN105177493B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 匡同春;蔡盼盼;李雪萍;譚超林;鄧陽;周克崧
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C23C8/36
• 分類號: C23C8/36
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種熱作模具表面電弧等離子體輔助低壓滲氮方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）工件為不同前處理狀態的H13（4Cr5MoSiV1）經超聲波清洗、吹干，置于低壓滲氮裝置中，依次開啟機械泵、分子渦輪泵抽真空至本底真空，加熱至300- 600℃，去除真空室內殘留物；

2）保持反應爐內溫度 300-500℃，反應爐內氣壓為2.0×10^-2 -4.0×10^-3 Pa，工件轉平臺接脈沖電源負極，電弧靶引弧，通氬氣，反應爐內氣壓保持 0.2-1.0Pa，對工件表面進行離子刻蝕 30-60min；所述的工件轉平臺接脈沖電源負極，負偏壓均為300-500V，采用雙極脈沖，脈沖頻率 10-20kHz，占空比 0.8-1.0；

3）向反應爐內連續通入高純 N₂、高純 H₂ 和惰性氣體 Ar，保持反應爐內溫度和氣壓恒定，工件轉平臺接脈沖電源負極，電弧靶電流 80-85A保持恒定，進行 60-120min 等離子滲氮；所述的工件轉平臺接脈沖電源負極，負偏壓均為300-500V，采用雙極脈沖，脈沖頻率 10-20kHz，占空比 0.8-1.0；所述的 N₂ 流量為 25-50mL/min，H₂ 流量為 25-50mL/min，Ar 流量為 80-120 mL/min；所述的溫度為 300-500℃，氣壓為 0.2-1.0Pa；

4）隨后開啟爐體循環冷卻水系統冷卻 60-120min，工件在低真空狀態下隨爐冷卻至室溫，開啟真空爐并取出工件。

2.根據權利要求1所述的一種熱作模具表面電弧等離子體輔助低壓滲氮方法，其特征在于，步驟2）所述的電弧靶電流為 80-85A。

3.根據權利要求1所述的一種熱作模具表面電弧等離子體輔助低壓滲氮方法，其特征在于，步驟2）所述的氬氣流量為 180-200 mL/min。

4.根據權利要求1所述的一種熱作模具表面電弧等離子體輔助低壓滲氮方法，其特征在于，步驟2）所述的離子刻蝕是指采用電弧增強輝光放電技術。

5.根據權利要求4所述的一種熱作模具表面電弧等離子體輔助低壓滲氮方法，其特征在于，電弧增強輝光放電技術，是通過弧光放電產生高密度電子，電子與通入氬氣碰撞，電離出 Ar⁺，對工件表面進行刻蝕；電弧靶采用 Ti。