图9-23所示为ZLSC系列型离子渗碳炉的结构。
图9-23 ZLSC系列离子渗碳炉的结构
1—油加热器 2—油搅拌器 3—升降液压缸 4—压力计 5—送料小车 6—导流板 7—气冷风扇 8—中间密封门 9—热电偶 10—工件料架 11—真空规管 12—加热体 13—进气管 14—保温层 15—水冷炉壁 16—观察窗挡板 17—阴极 18—废气过滤器
离子渗碳处理温度较高，单纯采用辉光放电加热工件所需电流很大，处理过程中极易转变为弧光放电而无法正常工作，因而一般离子渗碳炉都具有辉光放电和电阻加热两套电源。两套电源各自独立，可在很大范围内调整工艺参数。工件升温和保温的热量主要由电阻加热提供，而辉光电源提供离子渗碳过程中形成等离子体的能量。该设备前部为淬火室，后部为渗碳室（也有上下结构的炉型），工件渗碳完成后可直接在真空条件下进行淬火，保证了工件的表面质量。(https://www.xing528.com)
ZLSC系列离子渗碳炉的最高温度为1320℃，最大功率达125kW（其中辉光放电功率为25kW），极限真空度为0.13Pa，压升率为0.67Pa/h。近年来，离子渗碳设备的制造技术得到了较大发展，真空淬火中的许多新技术被移植过来，特别是高压气淬技术，为保证离子渗碳质量和降低工件表面粗糙度值创造了条件。目前，已有高压气淬离子渗碳炉问世，气冷压强超过6×105Pa。
离子渗碳原理、基本工艺和设备操作过程与离子渗氮相似，包括工件清洗、狭缝及非渗碳部位的屏蔽保护等，其基本的操作程序可由图9-24表示。除了设备检修之外，渗碳室一般都处于真空状态，因此，经表面清洗并干燥后的工件放上淬火室的送料小车，淬火室应先抽真空至1000Pa以下，才能开启中间密封门，将工件送入渗碳室。工件在真空状态下通过电阻加热至400℃之上，便可通入少量气体、打开辉光电源进行溅射。由于前期通过电阻加热，已将油渍等处理前未清洗干净的污物蒸发并排出炉外，因而辉光溅射的过程很快。待工件温度升至渗碳温度，即可送入工作气体，进行渗碳处理。渗碳完成后，工件移至淬火室进行直接淬火或降温淬火，工件入油前，淬火室需填充纯氮至40～73kPa，否则工件难以淬硬。对具有高压气淬装置的设备，则可直接启动气淬系统进行淬火。离子渗碳淬火后的工件，须进行180～200℃的低温回火，以消除应力。
图9-24 离子渗碳及碳氮共渗工艺曲线
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