離子熱處理設備

生產中套用的電源於要有兩種：直流電源和脈衝電源。 脈衝電源主要技術指標： 脈衝電源的主要優點是；①滅弧速度快（10～6μs），能有效地抑制空心陰極效應。

離子熱處理設備由離子發生器（電源）、真空爐體、測溫測壓裝置、供氣排氣系統及其他配套部件組成，關鍵部分為電源和真空爐體。
（1）電源
生產中套用的電源於要有兩種：直流電源和脈衝電源。
直流電源提供的電壓、電流是近似平直或帶有波動的直流電。主要技術指標：電壓0～1000V連續可調，頻率50HZ，滅弧裝置為限流電阻或電子開關。直流電源結構簡單，價格便宜，維修方便，使用壽命長，功率大。但滅弧可靠性不理想，處理溫度與電壓、電流、氣壓不能分開，工藝參數不能獨立調節，尤其當功率密度較小時（＜0.2W/cm2)，不能保證滲層均勻，故直流電源的使用受到一定限制，為了克服上述缺點，開發了脈衝電源。
脈衝電源提供的電壓、電流是具有一定周期的近似方波的脈衝。80年代，德、法、俄、美、英等國相繼開展脈衝電源的研究和套用。目前，德、法已有系列產品，電壓1000V，功率50～300kW，頻率800～1000Hz，最高可達10Hz（功率40kW以下）。80年代末，我國開始脈衝電源的研究與套用。鐵道部科學研究院先後研製成晶閘管斬波脈衝電源（1990年），GTO斬波脈衝電源（992年），和高頻脈衝電源（1997年），三種脈衝電源工作時，都是頻率（周期）T固定，而脈衝寬度t可調。α=t/T稱為導通比。目前．已有系列產品，在生產中套用效果良好。主要技術指標見表。
脈衝電源主要技術指標：
技術指標 GTO斬波脈衝電源 高頻脈衝電源
功率/kW　50～200　30～50
工作電壓/V　1000　1000
工作頻率/Hz　1000　10000～20000
導通比α　0.1～0.8　0.1～0.8
滅弧時間/μs ＜10 ＜10
脈衝電源的主要優點是；①滅弧速度快（10～6μs），能有效地抑制空心陰極效應。對有小孔、溝槽的複雜工件和小模數齒輪可進行更有效的處理；②能獨立調節工藝參數，增加工藝可調性，擴大套用範圍，尤其適宜於離於N-C共滲和離子滲碳；③與直流電源相比，可節約電源30％左右。
（2）真空爐體
目前，國內外在工業生產中套用的爐體主要有四種類型：①水冷雙層爐壁的真空容器，其形狀有鐘罩式和井式。國內產品的主要規格為：功率25～50kW，真空爐膛直徑700～1700mm，高800～4000mm。該種爐體結構簡單，可用組合件，易於改變爐體高度，叫製造大型爐子，價格便宜，維修少，使用有命長，但能耗大，爐內工件溫度均勻性不易控制，對形狀複雜，且要求滲層均勻、變形小的工件，難於進行有效處理。
對流或熱輻射輔助加熱裝置的熱爐壁真主爐體，使用這種爐子，處理的工件溫度均勻，工藝較易調整，工件升溫、冷卻快。對不同形狀和壁厚的零件可進行有效處理。該種爐子適宜進行離子N-C共滲、離子多元共滲等。但結構較複雜，造價高，工藝成本較高，增加了維修量，難製造大型爐子。③帶高壓氣淬裝置的離子滲碳爐。④帶整體油淬裝置的離子滲碳爐。這後兩種爐子，都是在真空滲碳爐的基礎上，加裝高頻脈衝電源，由微機控制工藝過程。德國Ipsen公司，為了保證每爐處理的產品質量穩定，重現性好，滲碳時有高的碳傳輸量，採用離子電流密度感測器來控制離子滲碳工藝過程。它對工件表面碳含量、碳分布和滲層深度的控制，與現代滲碳（微機碳勢控制）一樣精確、可靠。