金屬材料進行離子氮化的工藝特點,離子氮化是強化金屬材料表面硬度的一種工藝方法,它的工藝特點是處理溫度較低,變形小,工藝過程控制具有一定的精確度,可以作為機械加工的終工序,氮化層具有較高的耐磨性。不銹鋼在常態(tài)下具備耐腐蝕不生銹的特性,常用的有奧氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、沉淀硬化不銹鋼。馬氏體不銹鋼通過淬火時效,可以使材料的硬度達到HRC50~55,沉淀硬化不銹鋼由于固溶沉淀,產(chǎn)生第二相強化作用,使處理后的材料綜合性能較高,但奧氏體不銹鋼在常溫中的組織為奧氏體狀態(tài),硬度較低(140~190HBS),如果使用工況既要耐腐蝕又要硬度較高時,就可以采用離子氮化,如06Cr18Ni11Ti奧氏體不銹鋼,離子氮化后的硬度HⅤ可大于1000(HRC>68)。不銹鋼不生銹是因為表面有一層致密的氧化膜,使氧不能繼續(xù)向內(nèi)部組織擴散氧化,這層氧化膜對氮化起阻擋作用,離子氮化可以通過陰極濺射和氫離子的還原作用,將這層膜去除,省去噴砂酸洗預處理,使氮原子易于擴散,完成不銹鋼的氮化。 本公司由廣東高校的科研團隊組建,有40多年的離子氮化加工經(jīng)驗.江門真空離子氮化工藝流程
下面是金屬材料進行離子氮化的工藝特點另外兩個,合金鋼主要指用于結(jié)構(gòu)件的含有某些合金元素的鋼類。合金鋼中有專門用于氮化的材料,如38CrMoAl在達到同樣滲層深度的前提下,它更易于氮化。其它合金鋼也都可進行離子氮化,氮化前要進行調(diào)質(zhì)處理,以獲得所要求的基體性能,同時還可以釋放應力。離子氮化后的工件表層有氮化物組織,可以起到防銹作用。其它黑色金屬,對碳鋼(無合金元素)的離子氮化,也能提高硬度,但不及合金鋼提高硬度的幅度,尤其是低碳鋼,原因是因為其基體組織硬度就低,表面硬度不會高。對這類材料氮化的另一用途是防銹蝕。還有模具鋼、鑄鋼、粉末冶金件都可進行離子氮化,達到提高表面硬度等工藝目標。湛江低溫離子氮化和氣體氮液的區(qū)別滲氮是把氮滲入鋼件的表面,形成富氮硬化層的化學熱處理過程.
離子滲氮質(zhì)量的三層理念:化合物層:在滲氮過程中利用化合物層的形成可加速擴散層的形成。滲氮后形成滲氮層表面的化合物層是脆性相,合理地控制化合物厚度和相結(jié)構(gòu),可以有效地提高滲氮表面耐磨性和耐蝕性,并可有效地減少化合物層脆性,適應不同零件的各種表面性能要求,提高滲氮件的強韌性和抗疲勞性;擴散層:選擇合適材料和工藝可以得到無脈狀組織的質(zhì)優(yōu)強韌化擴散層,滲氮層強化主要作用是擴散層,高度強化的擴散層表現(xiàn)為良好的硬度梯度和較好的表面應力狀態(tài)。擴散層深度是強化的另一重要指標,重載負荷下的滲氮擴散層應加厚,但是增加擴散層深度,會增大滲氮工件變形量。;基體:滲氮基體組織及其均勻性是影響滲氮氮原子擴散和形成彌散強化相與良好擴散層的關(guān)鍵之一,常用調(diào)質(zhì)鋼基體合金元素的均勻分布,金相組織無偏析是形成質(zhì)優(yōu)擴散層的重要條件。基體強化不脆化是提高滲氮件承載能力基礎(chǔ),基體的組織和應力狀態(tài)影響滲氮件整體性能。
離子氮化又稱輝光滲氮,是利用輝光放電原理進行的。輝光放電是當氣體越過電暈放電區(qū)后,若減小外電路電阻,或提高全電路電壓,繼續(xù)增加放電功率,放電電流將不斷上升。同時輝光逐漸擴展到兩電極之間的整個放電空間,發(fā)光也越來越明亮。當電子能f提高,也就是增強電場的操作參數(shù),則能使電暈放電過渡到輝光放電。離子滲氮向工件表面滲入的氮原子,不是像一般氣體那樣由氨氣分解而產(chǎn)生的,而是被電場加速的粒子碰撞含氮氣體分子和原子而形成的離子在工件表面吸附、富集而形成的活性很高的氮原子。離子滲氮時,工件放在爐內(nèi)的陰極盤上,接上電源抽真空,當爐內(nèi)壓力降到6Pa左右時,充入氨氣,使爐內(nèi)壓保持在×102—×103Pa范圍內(nèi)。由于爐內(nèi)壓力低,隨后又經(jīng)過加熱作用,進入爐內(nèi)的氨氣將發(fā)生分解:2NH3=N2+3H2爐內(nèi)反應所得到的氣體的體積分數(shù)為25%N2和75%H2的低壓環(huán)境。 齒輪的離子氮化變形小,硬度高而且齒輪兩側(cè)氮化均勻, 減少了磨齒工序,節(jié)省了成本.
在以含氮氣體的低真空爐體內(nèi)的條件下,氣源通常采用純氨,也可采用分解氨。把金屬工件作為陰極爐體為陽極,在陰極(工件)與陽極(爐體)之間加上高壓(300~900V)直流電源后,稀薄氣體被電離并產(chǎn)生輝光放電,形成氮、氫陽離子,在陰陽極之間形成等離子區(qū)。在等離子區(qū)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(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽訜峁ぜ砻嬷了铚囟取5涞日x子在電場的加速下轟擊零件表面,產(chǎn)生很大熱量以加熱零件,同時使部分鐵原子濺射出來與氮結(jié)合生成FeN由于離子的轟擊,工件表面產(chǎn)生原子濺射,因而得到凈化,同時由于吸附和擴散作用,繼而分解出活性氮原子向工件內(nèi)部擴散而形成氮化層。其在工件表面形成滲氮層,主要有能量轉(zhuǎn)換、陰極濺射、凝附等具體過程的發(fā)生。離子滲氮化合物層上形成致密的Fe3O4和Fe3(NO)4氧化層,可以同時提高滲層的耐腐蝕性和耐磨性.陽江結(jié)構(gòu)鋼離子氮化和氣體氮液的區(qū)別
離子氮化都有哪些工藝?江門真空離子氮化工藝流程
關(guān)于離子氮化的原理以及優(yōu)勢在之前論文中也有詳細介紹,在此不再贅述。工裝設(shè)計對改善錐環(huán)支板在氮化爐內(nèi)的擺放形式很有必要,圖1a所示為所設(shè)計的三腳架工裝的簡圖,工裝的上表面經(jīng)過機械精加工,平整度較高,三角支撐結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)固,中間采用空心結(jié)構(gòu)保證爐內(nèi)的氮化氣氛更好地流通,從而使工裝上不同高度位置的錐環(huán)支板內(nèi)齒都能均勻氮化。圖1b所示為錐環(huán)支板在工裝上的擺放形式,水平整齊堆疊,避免錐環(huán)支板上下受擠壓力不均而變形,裝爐量根據(jù)爐子的容量大小而定。氮化加熱過程中控制電壓、電流大小,緩慢升溫至(500±20)℃,保溫4h,爐冷,以獲得理想的氮化層深和氮化組織,同時可以減小變形。江門真空離子氮化工藝流程
廣東衡創(chuàng)金屬制品有限公司前身為廣州市衡創(chuàng)表面熱處理有限公司,成立于2016年, 舊廠址位于廣州市天河區(qū)。后因發(fā)展需要,工廠于2020年整體搬遷至佛山市南海區(qū),并重新注冊公司為“廣東衡創(chuàng)金屬制品有限公司”。為了進一步發(fā)展,2021年在東莞市設(shè)立“東莞市衡創(chuàng)金屬制品有限公司”作為分公司,同步開展真空熱處理業(yè)務(wù)。目前佛山廠房和東莞廠房面積各1000平方米。公司目前擁有包括離子氮化爐、氣體氮化爐、蒸氣氧化爐、真空油淬爐和真空氣淬爐等熱處理生產(chǎn)設(shè)備。團隊骨干成員來自于華南理工大學,并依托華南理工大學30多年的離子滲氮處理加工經(jīng)驗、雄厚的科研和檢測實力,以努力打造華南地區(qū)具有影響力的專業(yè)離子滲氮企業(yè)為已任,同時為滿足各客戶需要,開展各種熱處理加工業(yè)務(wù)。