離子氮化作為強化金屬表面的一種利用輝光放電現(xiàn)象,將含氮氣體電離后產(chǎn)生的氮離子轟擊零件表面加熱并進行氮化,獲得表面滲氮層的離子化學熱處理工藝,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、疲勞強度,抗蝕能力及抗燒傷性等。離子氮化,它早在1931年就已在實驗室里取得成功并獲。其所運用的輝光放電,是氣體放電的一種重要形式。低氣壓輝光放電的擊穿機制是,從陰極發(fā)射電子,在放電空間引形成相應離子,由此產(chǎn)生的正離子再轟擊陰極使其發(fā)射出更多的電子。按其狀態(tài),輝光放電又可分為前期輝光、正常輝光和異常輝光三個不同階段。而大電流的穩(wěn)定輝光放電設備在制造技術在當時有較大的困難;一直延遲到20世紀60年代初,人們在掌握輝光放電技術后,離子氮化才在少數(shù)國家生產(chǎn)中得到應用。目前世界各國包括我國在內(nèi),離子氮化生產(chǎn)已獲得迅猛發(fā)展。離子氮化可以直接對S136,304,316等不銹鋼制品的氮化處理。汕尾結構鋼離子氮化注意事項
離子氮化能有效提高金屬的疲勞強度,延長金屬材料的使用壽命。金屬在交變載荷作用下,表面容易產(chǎn)生疲勞裂紋,終導致材料失效。離子氮化形成的氮化層存在殘余壓應力,這一壓應力可抵消部分交變載荷產(chǎn)生的拉應力,從而延緩疲勞裂紋的萌生和擴展。例如,彈簧鋼經(jīng)離子氮化處理后,疲勞壽命可提高數(shù)倍。在機械傳動部件中,如傳動軸,離子氮化處理使其能更好地承受頻繁的啟動、停止和變速等交變載荷,降低疲勞斷裂的風險,為機械裝備的長期穩(wěn)定運行提供了可靠保障。潮州結構鋼離子氮化硬度和深度因為離子氮化硬度高,變形小的優(yōu)勢,離子氮化處理成為常見的齒輪類零件的表面處理方法。
離子滲氮生過程中,如果工藝不當可能出現(xiàn)硬度偏低的情況。生產(chǎn)實踐中,工件滲氮后其表面硬度有時達不到工藝規(guī)定的要求,輕者可以返工,重者則造成報廢。造成硬度偏低的原因是多方面的:有設備方面的原因,如系統(tǒng)漏氣造成氧化;有選材方面的原因,如材料選擇不恰當;有前期熱處理方面的原因,如基本硬度太低,表面脫碳等;有工藝方面的原因,如滲氮溫度過高或過低,時間短或氮勢不足而造成滲層太薄等等。只有根據(jù)具體情況,找準原因,問題才會得以解決。
離子氮化是一種利用輝光放電原理的表面強化技術。在真空爐內(nèi),通入適量的含氮氣體,如氨氣(NH?),并施加一定的直流電壓。此時,爐內(nèi)氣體被電離,形成等離子體。其中,氮離子(N?)在電場作用下高速轟擊工件表面,將動能轉(zhuǎn)化為熱能,使工件表面溫度升高。同時,氮離子被工件表面吸附并向內(nèi)部擴散,與金屬原子發(fā)生化學反應,形成氮化層。例如,在對鋼鐵材料進行離子氮化時,氮離子與鐵原子結合,在表面形成各種氮化物相,如 Fe?N、Fe?N 等。這些氮化物相具有高硬度、高耐磨性和良好的抗腐蝕性,從而顯著提高工件的表面性能。這種基于離子轟擊和擴散的原理,使得離子氮化與傳統(tǒng)氮化方法在機制上有明顯區(qū)別,為其獨特的工藝優(yōu)勢奠定了基礎。離子氮化可以找誰處理?
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(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(jù)應用需要進行調(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。離子氮化法的優(yōu)點都有什么?惠州什么是離子氮化注意事項
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離子氮化法是由德國人B.Berghaus在1932年發(fā)明的。該法是在0.1~10Torr(1Torr=133.3Pa)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)生象霓紅燈一樣的柔光覆蓋在被處理工件的表面。此時,已離子化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進行氮化處理。離子氮化法與以往的靠分解氨氣或使用物來進行氮化的方法截然不同,作為一種全新的氮化方法,已被廣泛應用于汽車、機械、精密儀器、擠壓成型機、模具等許多領域,而且其應用范圍仍在日益擴大。汕尾結構鋼離子氮化注意事項