新型LDMC離子滲氮設(shè)備簡介

1、高號港氮技7ttPLASMA NITRIDING TECHNIQUE人：系淑:聯(lián)電傳:王 13507123709027-82930191kwang0858vip.l 等離子體滲氮（輝光離子氮化）工藝作為一種有效的鋼鐵及合金表面強(qiáng)化技術(shù)在工業(yè)上已得到廣泛的應(yīng)用，與其他滲氮相比，離子滲氮具有滲速快、 滲層脆性疏松理想、零件變形小、有利于不銹鋼、鑄鐵滲氮、節(jié)能、無污染等特點(diǎn)。七十至八十年代，以直流電源（即LD系列）設(shè)備進(jìn)行離子滲氮，問題明顯突出，裝爐要求嚴(yán)格。以曲軸為例：曲軸滲氮前必須對其油孔、平衡孔進(jìn)行封堵，其中若有一孔未堵或封堵件在滲氮過程中有一件掉落，滲氮將無法進(jìn)行

2、（尤其在滲氮保溫時(shí)）， 甚至?xí)霈F(xiàn)弧光損傷曲軸的現(xiàn)象。比表面較大的零件，表面滲氮電流密度往往不足以保證離子滲氮所必須的下限值， 如有些小規(guī)格的氣門桿在滿裝爐滲氮時(shí)，氣門桿滲氮表面會出現(xiàn)點(diǎn)蝕， 另外因?yàn)楸砻骐娏鞯脑?，輔助加熱滲氮設(shè)備應(yīng)用也受到限制，弧點(diǎn)能量過大, 一些比較光亮的零件，在滲氮時(shí)表面往往會出現(xiàn)弧光斑點(diǎn)，直流電源滲氮電源限流電阻過大，尤其在大功率設(shè)備，電源發(fā)熱嚴(yán)重。對于深孔、 深槽處理困難等等。這些問題直接影響了離子滲氮工藝在生產(chǎn)的應(yīng)用。八十年代末，國外開展了脈沖電源等離子體滲氮設(shè)備工藝的研究，對此 國外金屬熱處理曾作了大量報(bào)道，引起了國內(nèi)同行和專家的極大關(guān)注。九十年代初國內(nèi)開始研制

3、脈沖電源。以IGBT作為開關(guān)器件，最大輸出功率300kVA勺大功率脈沖離子滲氮電源。 經(jīng)過幾年的推廣表明，脈沖電源為離子滲氮工藝的發(fā)展提供有力的支持。LDMC1列大功率脈沖電源等離子體滲氮設(shè)備廣泛應(yīng)用于機(jī)械、石油化工、 航空航天、軍工兵器、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)等行業(yè)。對擠壓機(jī)螺桿、精密絲杠和主軸、發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、鈦和鈦合金零件、工模具、 氣門桿和缸套、活塞環(huán)等的滲氮處理。從一九九五年投放市場以來已在廣西玉柴機(jī)器股份公司、 東風(fēng)汽車公司發(fā)動(dòng)機(jī)廠、文登天潤曲軸有限公司、儀征雙環(huán)活塞環(huán)有限公司、東風(fēng)朝陽柴油機(jī)公司、丹東五一八內(nèi)燃機(jī)配件廠、本溪曲軸廠、大連海事大學(xué)等國內(nèi)幾十家大、中型企業(yè)提供了近百臺大功率脈沖電源等

4、離子體滲氮設(shè)備。深受用戶好評。1998 年該設(shè)備由國家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會認(rèn)定為 “國家級新產(chǎn)品”。一、脈沖電源等離子體滲氮設(shè)備的特點(diǎn)（LDM點(diǎn)列）工藝參數(shù)獨(dú)立可調(diào)脈沖電源的優(yōu)點(diǎn)之一是工藝參數(shù)與物理參數(shù)獨(dú)立可調(diào)。在直流電源條件下， 既要滿足零件表面的電流密度要求，又要滿足零件保溫電流的要求，兩者相互影響而無法達(dá)到理想的參數(shù)。在脈沖電源條件下，電流密度由峰值電流滿足，保溫電流由平均電流（峰值電流X占空比）滿足，兩個(gè)獨(dú)立參數(shù)可分別加以調(diào)節(jié)，因此，工藝參數(shù)可在較大范圍內(nèi)變動(dòng)。打弧速度快脈沖電源的輸出特性，自身就有抑制弧迅速發(fā)展的特點(diǎn)，由于IGBT開關(guān)響應(yīng)速度極快，一旦發(fā)現(xiàn)弧光放電，關(guān)斷并重新點(diǎn)燃電源在幾十

5、微秒內(nèi)就能完成。由于脈沖電源對弧光放電的抑制作用，因此對于很多零件無需因擔(dān)心弧光而堵孔，這樣給操作帶來了很大的便利。例如處理曲軸時(shí)的油孔、 平衡孔， 而當(dāng)曲軸上存有一些為提高零件性能的工藝孔時(shí)，這種優(yōu)點(diǎn)就體現(xiàn)得更為突出。有利于深孔、深梢的滲氮進(jìn)行離子滲氮時(shí)，零件的孔、槽常會出現(xiàn)空心陰極效應(yīng)，脈沖電源可使載流子的聚集快速中斷，以抑制空心陰極效應(yīng)，避免零件的局部高溫，這一點(diǎn)在實(shí)際應(yīng)用中已得到證實(shí)。脈沖電源可在較高的氣壓下起輝，對小而深的孔、槽滲氮時(shí)，輝光不會因氣壓高而熄滅，從而保證孔槽的均勻滲氮。節(jié)能由于可控硅器件特性，在設(shè)計(jì)直流電源時(shí)，不得不設(shè)計(jì)一個(gè)限流電阻，以限制電流的迅速增長，這個(gè)電阻阻值最

6、小也在2Q左右（因?yàn)橄蘖麟娮?過小會造成LC滅弧電路無法振蕩以至弧光放電無法控制），在150A滿載 輸出的條件下，電能損耗能是可想而知的。而脈沖電源這個(gè)電阻阻值在0.1 Q左右，提高了綜合效能，節(jié)電A30%。處理質(zhì)量好，變形小，利于提高層深由于脈沖電源對弧光放電的抑制作用，弧光在零件表面作用時(shí)間極短， 可獲得高質(zhì)量的表面；由于脈沖電源提高了溫度均勻性，零件不易變形； 由于可調(diào)參數(shù)的增加，在相同的時(shí)間內(nèi)或者不利于滲氨的條件下，滲氮層質(zhì)量深度均有提高。二、脈沖電源等離子體滲氮設(shè)備的應(yīng)用介紹LDMC（列脈沖離子滲氮設(shè)備有：LDMC-30；ALDMC-50；ALDMC-75；ALDMC-100；ALD

7、MC-100； BLDMC-150；A LDMC-150；BLDMC-200；ALDMC-300。 A其中LDMC-150AB）脈沖電源離子滲氮設(shè)備廣泛應(yīng)用在柴油機(jī)曲軸上， （如：山東天潤曲軸有限公司6105（ QT90-2） ；東風(fēng)朝陽柴油機(jī)公司的 6105（ 42CrMo） ；玉柴機(jī)器股份有限公司的6105（ QT90-2） 。設(shè)備有效尺寸1600X 1100,功率150kVA最高直流電壓1000V峰值電流240A東風(fēng)朝陽柴油機(jī)公司目前的裝爐量為60支 /爐； 玉柴機(jī)器股份有限公司設(shè)備的裝爐量為45支 /爐；山東天潤曲軸有限公司目前的裝爐量45支 /爐。在使用中發(fā)現(xiàn)，曲軸裝爐密度有較大的提

8、高，油孔、平衡孔均不需封堵；與直流電源等離子體滲氮設(shè)備相比，脈沖電源等離子體滲氮設(shè)備滲氮所需氨氣量大大下降，為直流電源等離子體滲氮設(shè)備的三分之一左右；自開爐至保溫結(jié)束，朝柴810小時(shí)，玉柴78小時(shí)；值得一提的，使用至今設(shè)備隔熱屏完好，這是直流電源設(shè)備無法比擬的。脈沖離子滲氮設(shè)備峰值電流對滲氮的作用，在東汽集團(tuán)發(fā)動(dòng)機(jī)廠體現(xiàn)得十分理想。為確保其300支凸輪軸滲氮所需的電流密度，設(shè)計(jì) LDMC-100A脈沖電源等離子體滲氮設(shè)備時(shí)，將峰值電流提高到了 240A滲氮效果良好。離子滲氮對模具的處理，有著較好的效果。由于模具對表面要求較高，直流電源設(shè)備處理時(shí)，表面往往容易出現(xiàn)弧斑，甚至有弧損現(xiàn)象；武漢牙刷模

9、具廠采用脈沖電源設(shè)備后，表面質(zhì)量顯著提高。脈沖電源對滲氮層的影響比較有說服力的是在處理4Cri4Nii4WMM車氣門桿， 在以往用直流電源設(shè)備處理時(shí)滲氮層深一般為0.030.04mm； 脈沖電源設(shè)備為0.050.06mmM度也有提高。這里是烏魯木齊鐵路局配件廠的數(shù)據(jù)：LD-75直流電源離子滲氮設(shè)備（ 1985年設(shè)備）：裝爐量：80支/爐，保溫電壓：650V， 保溫電流：60A， 保溫時(shí)間：8小時(shí)， 氮化層深：0.030.04，表面硬度：HV0.2 600740，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。LDMC-100A沖電源離子滲氮設(shè)備（1998年設(shè)備）：裝爐量：271只/爐， 保溫電壓：600Y保溫電流：峰值160

10、A平均60A保溫時(shí)間：6小時(shí)， 氮化層深：0.0540.06，表面硬度：HV0.2 7801091。達(dá)到設(shè)計(jì)要求。三、脈沖電源等離子體滲氮設(shè)備的應(yīng)用前景因?yàn)檩x光對零件直接加熱的特性，低溫的爐壁對分布爐內(nèi)各部位滲氮輕、 薄、 小的零件溫度影響極大，可能會出現(xiàn)較大溫差。作為解決這個(gè)問題的辦法之一，增加輔助加熱裝置，以改變離子滲氮設(shè)備的冷爐壁現(xiàn)象，在直流電源設(shè)備就取得了良好的效果；溫度均勻性改善，打弧時(shí)間大為降低。 但并非大部分直流電源設(shè)備都能加輔助加熱的，原因很簡單，輔助熱源的加入，相應(yīng)滲氮功率輸入就隨之減少，直接導(dǎo)致與滲氮層質(zhì)量極為相關(guān)的表面電流密度的下降，按以往的經(jīng)驗(yàn)表面電流密度應(yīng)不小于0.5mA/Cm直流電源設(shè)備中輔助加熱應(yīng)慎用。由于脈沖電源設(shè)備具有高峰值電流的特點(diǎn)，添加輔助加熱裝置，我們不必?fù)?dān)心表面電流密度了，因此，目前離子滲氮中輕、薄、小的零件少的現(xiàn)象會有所改變。目前國內(nèi)外的離子滲氮設(shè)備，都是采用PID模擬測（控）溫。由于電 場作用，零件比表面相差較大的零件及同一零件比表面相差較大的部位，如果升溫速度得不到很好的控