離子氮化在以含氮氣體的低真空爐體內的條件下,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生輝光放電,形成氮、氫陽離子,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。氮、氫等正離子在電場的加速下轟擊零件表面,產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合生成FeN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,繼而分解出活性氮原子向工件內部擴散而形成氮化層。其在工件表面形成滲氮層,主要有能量轉換、陰極濺射、凝附等具體過程的發生。 離子氮化怎么操作的呢?潮州模具鋼離子氮化作用
離子氮化作為七十年代興起的一種新型滲氮方法與一般的氣體滲氮相比,離子滲氮的特點是:滲氮速度較快,可適當縮短滲氮周期,離子氮化時間短,能縮短到氣體氮化時間的1/3~2/3。。滲氮層脆性小,離子氮化表面形成的白層很薄,甚至沒有,另外引起的變形小,特別適宜于形狀復雜的精密零件。可節約能源和氨的消耗量,電能消耗為氣體氮化的1/2~1/5,氨氣消耗為氣體氮化的1/5~1/20。易于實現局部氮化,只要設法使不欲氮化的部分不產生輝光即可,非滲氮部位便于保護,采用機械屏蔽、用鐵板隔斷輝光,即可保護。離子轟擊有凈化表面作用,自動去除鈍化膜,不銹鋼、耐熱鋼材料無需預先去除鈍化膜,可使不銹鋼、耐熱鋼工件直接滲氮。化合物層結構、滲層厚度和組織可以控制。處理溫度范圍較寬,即使在350℃以下也能獲得一定厚度的滲氮層。勞動條件有所改善,、離子滲氮處理在很低的壓力下進行,排出的廢氣極少。氣源為氮氣、氫氣和氨氣,基本上無有害物質產生。 梅州高頻離子氮化工藝原理離子氮化及其與氣體氮化的區別你了解了嗎?
離子氮化脈沖電源的優點:脈沖電源離子氮化技術的特點與直流離子氮化相比,脈沖電源使離子氮化工藝得到了進一步的發展,并在直流離子氮化技術基礎上拓寬了應用范圍。脈沖電源離子氮化技術具有如下一些特點:工藝參數單獨可調,脈沖電源的優點之一是工藝參數與物理參數單獨可調。這是因為在直流電源條件下,既要滿足零件表面的電流密度要求,又要滿足零件保溫電流密度的要求,兩者相互影響。而在脈沖電源條件下,電流密度由峰值電流滿足,保溫電流由平均電流滿足,可由兩個單獨參數分別調節。因此,工藝參數可在較大范圍內變動。打弧速度快,脈沖電源的輸出特性,自身就有抑制電弧迅速發展的特點,由于IGBT開關響應速度極快,這更利于我們一旦發現弧光放電就立即關斷電源,然后重新點燃電源,這些工作均在幾十微秒內完成。無需堵孔,由于脈沖電源對弧光放電的抑制作用,因此對于很多零件無需堵孔,這樣給生產操作帶來很大的方便。例如處理曲軸時就不需堵孔,而當曲軸上存在有一些為提高零件性能的工藝孔時,這種優點就顯得更為突出。
離子氮化的效果,主要取決于材料及材料的前期預先熱處理,毛坯正火、調質處理、時效處理等熱處理工序均是用以消除機加工產生的應力,氮化時減小工件變形。其次,離子氮化前工件的清洗工序很關鍵,清洗干凈程度直接影響到打弧時間的長短,如清洗不夠,終會造成氮化后工件表面被損傷、燒熔、局部出現軟點等缺陷。清洗時要注意工件上的小孔、盲孔、窄縫中的油污、鐵屑、毛刺等,且清洗完畢后必須將工件吹干。工件上的小通孔、深盲孔、凹槽和窄縫等部位,可能引起打弧和局部溫度過高,一定要進行屏蔽處理(除非產品要求進行氮化處理)。在進行離子氮化時,對工件的非氮化表面的防護要求十分嚴格,工件上的螺紋孔、銷孔一定要進行屏蔽防護。以往我們的屏蔽措施一般采用石棉繩堵孔或用黃膠泥堵孔,在離子氮化過程中,石棉繩和黃膠泥容易松動、干裂形成縫隙,導致出現打死弧現象,使設備無法正常運行,更嚴重的會擊傷工件,其屏蔽效果不是很理想。在氣體氮化中,可采用涂防氮化涂料來對防氮化部位進行防護,但在離子氮化中,氮化爐視防氮化涂料為油污,在打弧過程中要被打掉,易出現打死弧現象,致使設備無法正常運行,故在離子氮化中不能采用防氮化涂料來進行防護。 鋼材熱處理:離子氮化、液體氮化、氣體氮化的作用及技術流程。
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。 離子氮化和氣體氮化對比。離子氮化和氣體氮液的區別
氮化處理表面硬度能達到多少?潮州模具鋼離子氮化作用
離子氮化處理后的錐環支板金相檢測結果如圖3所示。其氮化層是由表面白亮層和擴散層組成,圖3a所示為低倍下表面白亮層和擴散層的金相照片,可以看出表面白亮層的厚度是比較均勻的。測得硬化層的層深為0.28mm,白亮層深度為8μm,表面硬化層的硬度為530~540HV。其中表面氮化層的金相組織如圖3b所示,其組織由含氮的板條馬氏體+屈氏體團+回火索氏體+少量鐵素體組成。采用 量具測得內齒的圓度變形為0.05~0.07mm,支板平面變形度均值為0.07mm,滿足變形技術要求。綜上述分析,改善后的離子氮化工藝獲得了質量合格的錐環支板。潮州模具鋼離子氮化作用
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