專利名稱：金屬表面等離子弧射流束強韌化裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種金屬表面等離子弧射流束強韌化裝置。屬于高密度能量表面強化技術，適用于金屬薄片表面強韌化處理。
目前，利用高能離子束，電子束轟擊以及激光等表面強化技術，可在幾分之一秒內把金屬由室溫加熱到大大超過鋼的相變溫度(AC3)以上，其處理過程顯著改善了材料的表面特性，并賦予材料以新的特點(1)可在保證工件無變形條件下進行表面層強化；(2)可獲得表層超細化晶粒，大幅度提高材料的強度和韌性；(3)可提高金屬表面強度及耐磨耐蝕性。但采用上述技術的缺點是設備復雜，耗能大，工件表面需預先經嚴格凈化、磷化處理才能進行強化，并且生產成本偏高，設備維修困難不適合規模工業化生產。
本實用新型的目的在于克服激光、高能電子束等技術在生產應用上的不足，而提供一種金屬表面等離子弧射流束強韌化裝置，采用高溫(1-1.5×104K)的等離子弧射流束直接掃描金屬表面，能同樣具有高速熔化——凝固加相變硬化的復雜過程，且對工件前處理的要求不高。在等離子弧射流束與金屬表面交互作用下，可較易獲得常規方法難以實現的超細馬氏體組織，其強化硬度由基材的Hv200可升至Hv800以上，硬化帶深度為0.5-1.5mm，強化筋的寬度可控制在2-8mm范圍，當掃描速度為1-8m/min時，可獲得表面為殘余壓應力狀態(200-600Mpa)有利于提高工件的疲勞性能。
本實用新型的目的是這樣實現的它是由等離子弧發生器、控制回路和工作平臺組成。在工作平臺的上方設置等離子弧發生器，其噴嘴可更換，尺寸各不相同，其孔道比為h/d=1-1.5，噴嘴與外冷卻套緊密配合，噴嘴采用更換式結構，可適應不同寬度的強化帶，避免損耗，若噴嘴不能更換，則金屬表面易熔，凝固后產生裂紋，影響其使用性能。工作平臺的四周均勻設置支座。工件通過緊固螺母、支座及壓緊塊固定在工作平臺上。工作平臺上設置有2-4條滑道。工作平臺下方對應設有數個自驅動輪，自驅動輪通過液壓機構在滑道內可同步自由升降，保持平穩運行，工件不易變形。
本實用新型是利用高密度能量的高溫、高壓縮的等離子弧射流束對金屬薄片表面進行快速掃描，可有效提高金屬薄片耐磨性及整體剛度。經試驗處理后的切石材圓盤鋸，切削硬度較高的石材時，可反復使用5-7次，每次切削面積可達350-450平方米，該裝置對廢舊盤鋸表面強韌化處理效果更為突出。提高生產率，降低成本，適合機械化生產。
圖1為本實用新型主視圖。
圖2為本實用新型俯視圖。
以下結合附圖詳細描述本實用新型如
圖1、2所示，它是由等離子弧發生器、控制回路和工作平臺三部分組成，在工作平臺13的上方設置等離子弧發生器，等離子弧發生器是由外冷卻套14、噴嘴15、氣體通道和水通道等件組成，其噴嘴15，可互相更換，尺寸各不相同，其孔道比為h/d=1-1.5，噴嘴15與外冷卻套14緊密配合。工作平臺13的四周均勻設置支座2，工件12通過緊固螺母7、支座2及壓緊塊6固定在工作平臺13上。工作平臺13上還設置有2-4條滑道1。工作平臺13下方對應設有數個自驅動輪3，自驅動輪3通過液壓機構4及支桿5在滑道內同步自由升降。
本實用新型的工作過程如下工件12在壓緊塊6和緊固螺母7及支座2作用下固定于工作平臺13上，等離子弧發生器向工件12表面移動一定距離停止(一般為2-30mm)，采用機械跟蹤方式調整具體定位。首先接通冷卻水18，并導入可電離的氣體17，由高頻振蕩器8，電阻11及電容10將鎢極16與噴嘴15之間引出等離子導弧，然后由導弧過渡而形成轉移型等離子弧，電流沿著工件12、鎢極16和電源9組成一回路。高頻振蕩器8和電阻11、電容10回路是供引弧之用，當轉移型等離子弧形成的壓縮射流束穩定之后，自動切除引弧，這個過程在幾秒鐘內即可完成。出現穩定的射流束后即可由電源9維持進行金屬表面強韌化處理。等離子弧發生器可按材質的幾何加強筋的設計方式進行直線或曲線的條狀處理。在完成強韌化處理后，將等離子弧發生器向上提升，將工作平臺13上的緊固螺母7松開，移開壓緊塊6，同時通過液壓機構4將自驅動輪3同步提升，穿過滑道1并高于工作平臺13，將工件12支承離開工作臺13，并起動驅動輪15將工件12移開工作區間，至此完成整個強韌化處理過程。
權利要求1．一種金屬表面等離子弧射流束強韌化裝置，它是由等離子弧發生器、控制回路和工作平臺組成，其特征在于在工作平臺13的上方設置等離子弧發生器，其噴嘴15可更換，尺寸各不相同，其孔道比為h/d=1-1.5，噴嘴15與外冷卻套14緊密配合。
2．根據權利要求1所述的一種金屬表面等離子弧射流束強韌化裝置，其特征在于工作平臺13的四周均勻設置支座2。
3．根據權利要求1或2所述的一種金屬表面等離子弧射流束強韌化裝置，其特征在于工作平臺13上設置有2-4條滑道1，工作平臺13下方對應設有數個自驅動輪3，自驅動輪3通過液壓機構4在滑道內可同步自由升降。
專利摘要本實用新型涉及一種金屬表面等離子弧射流束強韌化裝置,它是由等離子弧發生器、控制回路和工作平臺組成的。在工作平臺的上方設置等離子弧發生器,其噴嘴可更換,孔道比為h/d=1－1.5。工件固定在工作平臺上。工作平臺上設有滑道,自驅動輪通過液壓機構在滑道內可同步自由升降。本實用新型的優點是通過等離子弧射流束對金屬薄片表面進行快速掃描,可有效提高金屬薄片耐磨性及整體剛度。提高生產率,降低成本,適合機械化生產。
文檔編號C21D1/09GK2322975SQ9724391
公開日1999年6月9日 申請日期1997年11月11日 優先權日1997年11月11日
發明者夏原, 王金月 申請人:夏原