離子氮化作為強(qiáng)化金屬表面的一種化學(xué)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(jīng)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(qiáng)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(jìn)行的。離子滲氮是在充以含氮氣體的低真空爐體內(nèi)把金屬工件作為陰極爐體為陽極,通電后介質(zhì)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(qū)。在等離子區(qū)強(qiáng)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S捎陔x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(kuò)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(yōu)勢
離子氮化脈沖電源的優(yōu)點還有處理質(zhì)量好、變形小,利于提高層深,由于脈沖電源對弧光發(fā)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(zhì)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(nèi)或者不利于氮化的條件下,能提高層深。能提高設(shè)備的利用率,在直流電源的條件下,由于工藝參數(shù)和物理參數(shù)的相互影響,在保溫時電壓的調(diào)節(jié)范圍通常在650V左右,而采用脈沖電源,電壓調(diào)節(jié)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(yīng)的抑制作用,可在深孔、窄縫、微孔內(nèi)實現(xiàn)氮化。例如可在型腔≥Ф4×80(Ф32×1030)的深孔內(nèi)實現(xiàn)氮化。節(jié)能,由于脈沖電源可有效地抑制空心陰極效應(yīng)的產(chǎn)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(jié)省了大量的人力物力,提高了設(shè)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(jié)省部分能量,因此脈沖電源較直流電源更加節(jié)能。韶關(guān)小型離子氮化生產(chǎn)鋼采用等離子氮化等表面強(qiáng)化可抑制裂紋的萌生和擴(kuò)展。
離子氮化保護(hù)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(shù)百伏的直流電壓,由于輝光放電現(xiàn)象便會產(chǎn)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(jìn)行氮化處理。作為一種全新的氮化方法,現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)床、航天、塑料機(jī)械、紡織機(jī)械、精密儀器、模具、量韌具等許多領(lǐng)域,而且其應(yīng)用范圍仍在日益擴(kuò)大。目前,我國在離子氮化的某些理論和技術(shù)方面已處于水平。與氣體滲氮相比,離子滲氮具有許多優(yōu)點,主要表現(xiàn)在:滲層組織易于控制、脆性?。坏蠊ぜ冃涡?;節(jié)能、省氣;無毒。
由于離子氮化是在真空中進(jìn)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(jìn)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(diào)節(jié)氮、氫及其他(如碳、氧、硫等)氣氛的比例,可自由地調(diào)節(jié)化合物層的相組成,從而獲得預(yù)期的機(jī)械性能。離子氮化從380℃起即可進(jìn)行氮化處理,此外,對鈦等特殊材料也可在850℃的高溫下進(jìn)行氮化處理,因而適應(yīng)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(jìn)行,因而耗氣量極少(只為氣體滲氮的百分之幾)。離子化學(xué)熱處理是一類正在發(fā)展并且日益受到重視的表面強(qiáng)化工藝。
鋼鐵零件經(jīng)氮化處理后表面通常呈銀灰色或暗灰色(不同材質(zhì)的工件,離子氮化后其表面顏色略有區(qū)別),鈦及鈦合金件表面應(yīng)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(nèi)及組合件的接合面上存在含油雜質(zhì),引起強(qiáng)烈弧光放電所致。表面剝落起皮:產(chǎn)生起皮的機(jī)理還不十分清楚,但在生產(chǎn)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(chǎn)生起皮。表面發(fā)藍(lán)或呈紫藍(lán)色這是氧化造成的,如果氧化是在氮化結(jié)束后停爐過程中產(chǎn)生的,則只影響外觀質(zhì)量,對滲層硬度、深度無影響。如果氧化是在氮化過程中產(chǎn)生的,則將不僅影響到產(chǎn)品外觀,而且將直接影響到滲層硬度和深度。表面發(fā)藍(lán)的原因可能有:爐子系統(tǒng)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(lán)色。表面發(fā)黑的原因可能是:爐子系統(tǒng)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(yīng)用于汽車、機(jī)床、航天、塑料機(jī)械、紡織機(jī)械、精密儀器、模具、量韌具等許多領(lǐng)域。佛山不銹鋼離子氮化優(yōu)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(kuò)散進(jìn)入膜層中,從而增強(qiáng)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(shù)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(dá)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(nèi)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(kuò)散層。其表面硬度可達(dá)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(jù)應(yīng)用需要進(jìn)行調(diào)節(jié),甚至完全抑制以便為后續(xù)的硬質(zhì)材料涂層創(chuàng)造更好的表面條件。生成的擴(kuò)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(yè)化沉積硬質(zhì)膜方面,電弧蒸發(fā)工藝因其簡單便捷而占據(jù)著非常重要的地位。 佛山不銹鋼離子氮化優(yōu)勢
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