本發明涉及一種齒輪表面真空感應加熱擴滲方法，對齒輪等金屬零件和材料表面真空感應加熱擴滲合金元素的方法及裝置，主要用于金屬類零件和材料表面冶金結合涂層的制備和表面合金化，屬于金屬表面技術領域。
背景技術：
齒輪作為機械傳動的重要組成部分廣泛應用于航空、航天、航海、汽車等領域，然而常因齒面失效而無法繼續工作，因此提高齒輪表面性能是目前重要的研究課題。隨著科技的不斷發展，特殊工況條件下運行的傳動機構對齒輪提出了越來越高的要求，如齒輪表面高硬度、高耐磨性、高/低溫耐候性和耐腐蝕性及防輻射性能等，由于齒輪需要心部韌性高，因此目前主要的技術方向是表面強化技術。
當前所用的材料表面強化方法主要有：pvd（物理氣相沉積）、cvd（化學氣相沉積）、高能束表面改性、電沉積、熱噴涂、化學熱處理等方法,其中表面擴滲技術作為一種化學熱處理技術，可以在金屬材料表面滲進一種或幾種元素，對被滲產品的幾何形狀和尺寸影響很小，工件變形小、精度高尺寸穩定性好；可通過選擇和控制滲入元素和滲層深度，使工件表面獲得不同性能；不受工件形狀的局限；可節約貴重金屬，降低成本。但擴滲工藝技術目前工作效率還不夠高、表面氧化嚴重等不足，是一個需要解決的問題，針對此問題，現有技術中沒有適合齒輪表面真空感應加熱擴滲的方法及裝置。
技術實現要素：
本發明針對現有技術的上述不足，提供了一種齒輪表面真空感應加熱擴滲方法及裝置，以提高齒輪表面擴滲處理效率、防止齒輪表面氧化。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種齒輪表面真空感應加熱擴滲方法，其特征在于包括以下步驟：
1）將待處理齒輪工件放置于反應裝置內腔的工作臺上，關閉密封蓋使反應裝置內腔密閉，打開外接在抽真空接口的真空裝置進行抽真空，當內腔的真空達到使用要求時，關閉抽真空裝置；
2）打開反應裝置上設置的進料斗的閥門，將擴滲處理所需的粉末原料進入反應裝置的內腔，落入過濾裝置；
3）粉末原料通過過濾裝置進行篩選，粒度小于篩子粒度的顆粒，進入過濾裝置下面的反應容器中；粒度大于篩子目數的大顆粒，不進入反應容器中參與反應；
4）待擴滲處理所需的粉末原料全部進入后，連接電源，使設置在反應裝置周圍的感應線圈通電后加熱，使齒輪工件溫度升高符合熱擴滲工藝要求，進行表面熱擴滲處理反應；
5）當齒輪表面熱擴滲處理達到工藝要求后，停止熱擴滲處理；將反應容器中的廢料粉末排出反應裝置；
6）重復前述2）—5）的步驟，直至達到熱擴滲處理工藝要求的擴滲厚度和元素分布要求；
7）關閉電源，感應線圈停止加熱，打開真空接口使空氣進入反應裝置的內腔，開啟密封蓋，取出熱擴滲處理的齒輪工件。
進一步的特征是：在反應裝置上設置熱電偶采集溫度數據。
所述工作臺是可轉動以傾斜的，反應容器相應傾斜，將反應容器中的廢料粉末傾斜倒入廢料輸送道，經廢料輸送道排出反應裝置，進入廢料收集裝置中。
一種齒輪表面真空感應加熱擴滲處理裝置，包括本體，所述本體包括可翻轉的密封蓋、底座和墻壁體，密封蓋在上部、底座在下部，墻壁體在密封蓋與底座之間，中間空腔形成內腔；其特征在于：在內腔內設置有工作臺和反應容器，反應容器設置在工作臺上，待處理的齒輪工件設置在反應容器內；在本體上設置有抽真空接口，抽真空接口與內腔連通，外接真空裝置以抽取內腔內的氣體；與反應容器位置對應的料斗伸入內腔內，將熱擴滲處理需要的粉末原料加入內腔中；在料斗下面，設置過濾裝置以對料斗進入的粉料進行過濾，經過濾裝置進行篩選，進入過濾裝置下面的反應容器中；在墻壁體上，設置感應線圈，感應線圈與電源連接，在接通電源后，感應線圈通電后加熱。
在本體上設置有熱電偶，用于測量內腔的溫度。
在本體外設置有廢料收集裝置，經廢料輸送道深入內腔，廢料輸送道與反應容器的位置對應，在反應容器轉動或傾斜后，將反應容器中的廢料粉末傾斜倒入廢料輸送道，排入廢料收集裝置內。
所述的墻壁體是耐高溫的陶瓷材料。
本發明的有益效果：
①由于在真空條件下加熱工件，所以被加熱滲入涂層的工件表面不會氧化，不脫碳，表面光亮，質量好。
②粉末配方可以根據需要調整，氣氛可控。
③可單獨或者連續進料，接觸面積大，反應均勻，效率高。
④可篩選粉末大小，涂層質量好。
⑤利用感應加熱，可使工件迅速加熱，節約工時。
附圖說明
圖1是本發明真空感應加熱擴滲裝置結構圖。
具體實施方式
以下將結合附圖和具體實施方式，對本發明進行詳細說明。
本發明提供了一種齒輪表面真空感應加熱擴滲方法，其工藝操作按以下步驟進行：
1、將待處理齒輪工件放置于反應裝置內腔的工作臺上，關閉密封蓋使反應裝置內腔密閉，打開外接在抽真空接口的真空裝置進行抽真空，當內腔的真空達到使用要求時，關閉抽真空裝置。
2、打開反應裝置上設置的進料斗的閥門，將擴滲處理所需的粉末原料進入反應裝置的內腔，落入過濾裝置；
3、粉末原料通過過濾裝置進行篩選，粒度小于篩子粒度的顆粒，如篩子目數為200目，則小于200目的顆粒通過篩子，進入過濾裝置下面的反應容器中，大于篩子目數的大顆粒，如大于200目，則不輸送到反應容器，不進入反應容器中參與反應，圖中所示通過管道輸送到集料裝置中；
4、待擴滲處理所需的粉末原料全部進入后，連接電源，使設置在反應裝置周圍的感應線圈通電后加熱，使齒輪工件表面溫度符合熱擴滲工藝要求，進行齒輪工件表面熱擴滲處理反應；加熱溫度和時間等，通過設置在反應裝置上的熱電偶采集的溫度數據進行控制；
5、當齒輪表面熱擴滲處理達到工藝要求后，停止熱擴滲處理；通過轉動反應裝置內的工作臺，將反應容器中的廢料粉末傾斜倒入廢料輸送道，經廢料輸送道排出反應裝置，進入廢料收集裝置中；可以在廢料收集裝置設置抽吸裝置，將廢料經廢料輸送道吸入收集裝置中。
6、重復前述（2）-（5）的步驟，直至達到熱擴滲處理工藝要求的擴滲厚度和元素分布要求。
7、關閉電源，感應線圈停止加熱，打開真空接口使空氣進入反應裝置的內腔，開啟密封蓋，取出熱擴滲處理的齒輪工件。
熱擴滲處理工藝，可能需要的不止一種粉末原料，可以分別進行熱擴滲處理，也可以按照工藝要求混合后通過進料斗加入到反應裝置的內腔，兩種或以上的粉末原料同時進行熱擴滲處理。
如圖1所示，本發明的熱擴滲處理裝置，包括本體20，在本體20內形成可以密閉的內腔21，所述本體20包括可翻轉的密封蓋1、底座10和墻壁體14，墻壁體14最好是耐高溫的陶瓷材料制作，密封蓋1在上部、底座10在下部，墻壁體14在密封蓋1與底座10之間，中間空腔形成內腔21，翻轉上部的密封蓋1就能打開內腔21；在內腔21內設置有工作臺9和反應容器8，反應容器8設置在工作臺9上，待處理的齒輪工件設置在反應容器8內；在本體20上設置有抽真空接口2，抽真空接口2與內腔21連通，外接真空裝置以抽取內腔21內的氣體，達到要求的真空度。在本體20上設置有熱電偶3，熱電偶3用于測量內腔21的溫度，以方便掌握內腔21的溫度；如果是自動化程度較高的操作，還將熱電偶3的溫度信號輸入控制裝置以自動控制熱擴滲處理過程；與反應容器8位置對應的料斗4伸入內腔21內（圖中穿過密封蓋1并伸入內腔21內），將熱擴滲處理需要的粉末原料加入內腔21中，還可以設置第二料斗5，分別進料；在料斗4下面，即料斗4與反應容器8之間，設置過濾裝置6以對料斗4或第二料斗5進入的粉料進行過濾，粉末原料通過過濾裝置6進行篩選，粒度小于篩子粒度的顆粒，如篩子目數為200目，則小于200目的顆粒通過篩子，進入過濾裝置6下面的反應容器8中，大于篩子目數的大顆粒，如大于200目，則不輸送到反應容器8，不進入反應容器8中參與反應，圖中所示通過管道輸送到本體20外設置的集料裝置11中；過濾裝置6通過固定板7設置在內腔21內。在墻壁體14上，圖中所示在墻壁體14上的外圍設置感應線圈15，感應線圈15與電源連接，在接通電源后，感應線圈15通電后加熱，加熱本體20，使設置在反應容器8內的待處理齒輪工件以及粉末原料被加熱，進行熱擴滲處理。
在本體20外設置有廢料收集裝置12，經廢料輸送道深入內腔21，廢料輸送道與反應容器8的位置對應，在反應容器8轉動或傾斜后，將反應容器8中的廢料粉末傾斜倒入廢料輸送道，排入廢料收集裝置12內。工作臺9是可以轉動以傾斜的，電動或手動均可，在工作臺9轉動以傾斜時，反應容器8相應傾斜，將反應容器8中的廢料粉末傾斜倒入廢料輸送道。
本體20上，設置柔性石墨密封圈13，以密封密封蓋1和墻壁體14之間、底座10和墻壁體14之間的縫隙，使內腔21形成密閉的腔體，抽真空時達到要求的真空度。
最后需要說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制技術方案，盡管申請人參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，那些對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗旨和范圍，均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。