1.一种球粒轰击式零件表面氮碳硼选区共渗系统,具有一个能制备出碳氮硼浆料的浆料配制装置(1),其特征是:浆料配制装置(1)连接且连通正下方的雾化喷料器(2),雾化喷料器(2)的正下方是能自动振动的振动滤板(3),振动滤板(3)正下方是浆料回收板(4),振动滤板(3)的斜上方设有球粒配置装置(7),斜下方设有热处理装置(9),球粒配置装置(7)的出口通过一号斜板(6)连接振动滤板(3),振动滤板(3)的中间为滤网,滤网孔的孔径小于球粒的外径;在振动滤板(3)上,碳氮硼浆料对球粒包覆;振动滤板(3)的一侧壁设置为旋转挡板(5),旋转挡板(5)经二号斜板(8)连接热处理装置(9),包覆球粒进入热处理装置(9)中,热处理装置(9)下方通过管道(10)连接球粒喷射装置(11),球粒喷射装置(11)正下方连接喷嘴(12),喷嘴(12)的正下方从上往下依次设有掩膜(13)、工件(14)和三轴移动平台(15),工件(14)装夹在三轴移动平台(15)上表面,掩膜(13)固定于工件(14)待加工面的上方,掩膜(13)上是镂空孔洞,镂空孔洞的直径大于包覆球粒外径。
2.根据权利要求1所述的一种球粒轰击式零件表面氮碳硼选区共渗系统,其特征是:所述的三轴移动平台(15)能沿上下、左右、前后方向移动,带动工件(14)和掩膜(13)同时移动,工件(14)的待加工面始终在喷嘴(12)正下方。
3.根据权利要求1所述的一种球粒轰击式零件表面氮碳硼选区共渗系统,其特征是:
振动滤板(3)和雾化喷料器(2)均水平布置,雾化喷料器(2)上均匀设有多个喷头,喷头正对着振动滤板(3)。
4.根据权利要求1所述的一种球粒轰击式零件表面氮碳硼选区共渗系统,其特征是:浆料回收板(4)与雾化喷料器(2)之间通过连接一个浆料回收泵(16),浆料回收板(4)上的浆料泵回雾化喷料器(2)中。
5.一种如权利要求1所述的球粒轰击式零件表面氮碳硼选区共渗系统的选区共渗强化方法,其特征是具有以下步骤:
步骤一:由浆料配制装置(1)配制好碳氮硼浆料,碳氮硼浆料从浆料配制装置(1)流入正下方的雾化喷料器(2)中,由球粒配制装置(7)配制好不锈钢球粒,不锈钢球粒从粒配制装置(7)中沿一号斜板(6)滚出,落在斜下方的振动滤板(3)上,振动滤板(3)振动;碳氮硼浆料由水100份,聚乙烯醇1份,碳化硼与氮化硼粉末共10份按重量份数计配置,碳化硼与氮化硼的重量比为10:1,碳化硼粒径为10 µm,氮化硼粒径0.5 µm;
步骤二:雾化喷料器(2)将碳氮硼浆料雾化喷向振动滤板(3)上的不锈钢球粒上,碳氮硼浆料对不锈钢球粒包覆得到包覆球粒,雾化喷料器(2)的雾化速率为0.1 L/h;
步骤三:包覆球粒沿二号斜板(8)向斜下方滚落入,进入热处理装置(9)中对包覆球粒作热处理,使碳氮硼原子渗透至不锈钢球粒表面;热处理装置(9)先升温,去除涂覆在球粒表面的雾化浆料中的水和聚乙烯醇,该阶段停留温度为200 ℃,升温速率为1 ℃/min,停留时间1 h;再升温使碳氮硼原子渗透至不锈钢球粒表面,该阶段停留温度为1200 ℃,升温速率为10 ℃/min,停留时间1 h,热处理过程所用气氛为流动氩气,氩气流速为100 ml/min,冷却至室温后取出,降温速率为10 ℃/min;
步骤四:热处理后的包覆球粒向下进入球粒喷射装置(11)中,加速包覆球粒,加速后的包覆球粒从球粒喷射装置(11)下方的喷嘴(12)射出;
步骤五:从喷嘴(12)射出的包覆球粒向下轰击工件的待加工面,实现选区渗入强化,包覆球粒的轰击速度为150 m/s。
6.根据权利要求5所述的选区共渗强化方法,其特征是:步骤一中,浆料配置装置(1)内部设置搅拌器,将水、聚乙烯醇、碳化硼与氮化硼粉末通过机械搅拌混合,机械搅拌转速为
600 rpm,时间为1h。
7.根据权利要求5所述的选区共渗强化方法,其特征是:步骤一中,不锈钢球粒的粒径为20 µm,振动滤板(3)的震动频率为100次/min,振动滤板(3)上的滤网孔径为15µm。