離子氮化作為強化金屬表面的一種化學熱處理方法,廣適用于鑄鐵、碳鋼、合金鋼、不銹鋼及鈦合金等。零件經離子滲氮處理后,可顯著提高材料表面的硬度,使其具有高的耐磨性、疲勞強度,抗蝕能力及抗燒傷性等。離子滲氮又稱輝光滲氮,是利用輝光放電原理進行的。離子滲氮是在充以含氮氣體的低真空爐體內把金屬工件作為陰極爐體為陽極,通電后介質中的氮氫原子在高壓直流電場下被電離,在陰陽極之間形成等離子區。在等離子區強電場作用下,氮和氫的正離子以高速向工件表面轟擊。離子的高動能轉變為熱能,加熱工件表面至所需溫度。由于離子的轟擊,工件表面產生原子濺射,因而得到凈化,同時由于吸附和擴散作用,氮遂滲入工件表面。離子氮化工藝操作記錄。佛山不銹鋼離子氮化優勢
離子氮化脈沖電源的優點還有處理質量好、變形小,利于提高層深,由于脈沖電源對弧光發電的抑制作用,弧光在零件表面作用的時間極短,可獲得高質量的表面,絕無灼傷。并且提高了工件溫度的均勻性,零件變形小。由于其改善了工藝條件,在相同的時間內或者不利于氮化的條件下,能提高層深。能提高設備的利用率,在直流電源的條件下,由于工藝參數和物理參數的相互影響,在保溫時電壓的調節范圍通常在650V左右,而采用脈沖電源,電壓調節范圍將提高,例如在處理狹縫時可將電壓提高到900V,增加了電源的有效輸出。有利于深孔、窄縫、微孔的滲氮,由于脈沖電源對空心陰極效應的抑制作用,可在深孔、窄縫、微孔內實現氮化。例如可在型腔≥Ф4×80(Ф32×1030)的深孔內實現氮化。節能,由于脈沖電源可有效地抑制空心陰極效應的產生,避免小孔、窄縫處打死弧,取消了堵孔等工序,省去了不必要的輔助工時,縮短了工藝周期,節省了大量的人力物力,提高了設備的綜合使用效率。此外脈沖電源中限流電阻的減小,也可節省部分能量,因此脈沖電源較直流電源更加節能。韶關小型離子氮化生產鋼采用等離子氮化等表面強化可抑制裂紋的萌生和擴展。
離子氮化保護非氮化表面的屏蔽方法,離子滲氮法是在~10Torr(1Torr=)的含氮氣氛中,以爐體為陽極,被處理工件為陰極,在陰陽極間加上數百伏的直流電壓,由于輝光放電現象便會產生像霓虹燈一樣的柔光覆蓋在被處理工件的表面。此時,已離子化了的氣體成分被電場加速,撞擊被處理工件表面而使其加熱,同時依靠濺射及離子化作用等進行氮化處理。作為一種全新的氮化方法,現已被廣泛應用于汽車、機床、航天、塑料機械、紡織機械、精密儀器、模具、量韌具等許多領域,而且其應用范圍仍在日益擴大。目前,我國在離子氮化的某些理論和技術方面已處于水平。與氣體滲氮相比,離子滲氮具有許多優點,主要表現在:滲層組織易于控制、脆性??;氮化后工件變形??;節能、省氣;無毒。
由于離子氮化是在真空中進行,因而可獲得無氧化的加工表面,也不會損害被處理工件的表面光潔度。而且由于是在低溫下進行處理,被處理工件的變形量極小,處理后無需再行加工,極適合于成品的處理。通過調節氮、氫及其他(如碳、氧、硫等)氣氛的比例,可自由地調節化合物層的相組成,從而獲得預期的機械性能。離子氮化從380℃起即可進行氮化處理,此外,對鈦等特殊材料也可在850℃的高溫下進行氮化處理,因而適應范圍十分廣。由于離子氮化是在低氣壓下以離子注入的方式進行,因而耗氣量極少(只為氣體滲氮的百分之幾)。離子化學熱處理是一類正在發展并且日益受到重視的表面強化工藝。
鋼鐵零件經氮化處理后表面通常呈銀灰色或暗灰色(不同材質的工件,離子氮化后其表面顏色略有區別),鈦及鈦合金件表面應呈金黃色。表面電弧燒傷主要是由于工件表面、工件上的小孔中或焊接件的空腔內及組合件的接合面上存在含油雜質,引起強烈弧光放電所致。表面剝落起皮:產生起皮的機理還不十分清楚,但在生產實踐中,工件表面清理不凈、脫碳或氣份中含氧量過多、氮化溫度過高等有時會產生起皮。表面發藍或呈紫藍色這是氧化造成的,如果氧化是在氮化結束后停爐過程中產生的,則只影響外觀質量,對滲層硬度、深度無影響。如果氧化是在氮化過程中產生的,則將不僅影響到產品外觀,而且將直接影響到滲層硬度和深度。表面發藍的原因可能有:爐子系統漏氣,氣氛中含水及含氧量過多;工件各處的溫度不均勻,溫度過低的部位由于滲氮較弱而呈綠色;冷卻時工件各部位冷速不一致,冷得慢的部位可能呈藍色。表面發黑的原因可能是:爐子系統漏氣,氣氛中含水量及含氧量過高;溫度過高;工件上的油污及氧化皮未去凈等。 離子氮化與QPQ工藝的比較。深圳小型離子氮化檢查
離子氮化已被廣泛應用于汽車、機床、航天、塑料機械、紡織機械、精密儀器、模具、量韌具等許多領域。佛山不銹鋼離子氮化優勢
等離子滲氮是一種十分有效的生成界面膜層的熱處理方式。輝光放電等離子體中氮擴散進入膜層中,從而增強工件表面硬度。工藝過程中待處理工件為陰極,通入氫氣及氮氣的混合氣體,在數百伏特及50~500Pa壓力下對陽極施偏壓。陰極勢降中,由于基體表面溫度高達450℃以上,氮離子獲得加速并撞擊基體表面從而氮元素滲入工具內部。通過這種方式可形成含鐵或鉻、鉬、鋁及鎂等的氮化物化合層及擴散層。其表面硬度可達1000HV,甚至更高。通常工件表面主要是被稱作為白層的鐵氮化合物。氮含量可以根據應用需要進行調節,甚至完全抑制以便為后續的硬質材料涂層創造更好的表面條件。生成的擴散層從工件表面至芯部幾十毫米的硬度降低非常平緩。在工業化沉積硬質膜方面,電弧蒸發工藝因其簡單便捷而占據著非常重要的地位。 佛山不銹鋼離子氮化優勢
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