当材料的选择和热处理类型以优化工件表面的抗磨损性能为目的时,常常会损坏材料硬度,因此工件容易形成一定程度的裂缝和破损。离子氮化作为一种边界层热处理方法,使边界层高硬度和韧度的兼有成为可能。根据材料和氮化工艺,表面硬度可以达到1000HV以上。氮化硬度的深度可以通过工艺温度和时间进行调节,根据要求其深度可以是几个微米到零点几毫米。大量氮的掺入使边界层中产生残余压应力。来自外界的交变载荷叠加在此静态压应力之上。在边界上产生的张应力减小。同样,比较大残余张应力位移至组件的裂缝不敏感内部区域。结果反向弯曲应力下的疲劳强度增加。 离子渗氮的工艺参数较多,包括渗氮温度,时间,炉气压力,气源,气体流量,电压,电流,抽气速率等.中山模具钢离子氮化和气体氮液的区别
离子渗氮保温结束后的冷却往往采用关闭阀门,停止抽气和供气,切断辉光电源,使零件在渗氮气氛中随炉冷却的方式,有些单位习惯于用停止供气,继续抽气使炉内保持较高的真空状态下,切断电源,让零件在真空状态下随炉冷却的方式。此法应该说不尽合理,因为在离子渗氮设备的低真空状态下反而易造成零件氧化。为了保护炉体并增加冷速,停炉后继续通冷却水,工件温度降到200℃以下方可出炉。对工件有特殊性能要求时,也可保温结束后油冷或通入大量惰性气体(如高纯N2)加速冷却。应当指出的是,氮化完毕后不再继续使用氮化炉时,应使氮化炉保持真空状态,以免炉体长时间暴露于大气中,内部结构生锈或吸附气体而影响设备的真空度。但切记注意,下次使用炉子时,在打开炉罩或炉盖前,必须首先打开放气阀放气。否则,极易损坏设备。 韶关模具表面离子氮化的操作方法由于离子氮化在真空中进行,因而可获得无氧化的加工表面也不损害被处理工件的表面光洁度.
离子渗氮向工件表面渗入的氮原子,不是像一般气体那样由氨气分解而产生的,而是被电场加速的粒子碰撞含氮气体分子和原子而形成的离子在工件表面吸附、富集而形成的活性很高的氮原子。离子渗氮时,工件放在炉内的阴极盘上,接上电源抽真空,当炉内压力降到6Pa左右时,充入氨气,使炉内压保持在1.3×102—1.3×103Pa范围内。由于炉内压力低,随后又经过加热作用,进入炉内的氨气将发生分解:2NH3=N2+3H2炉内反应所得到的气体的体积分数为25%N2和75%H2的低压环境。
离子渗氮后,在扩散层中出现的脉状氮化物通常又俗称脉状组织,是指扩散层中与表面平行走向呈白色波纹状的氮化物。根据技术标准规定:脉状组织1~3级为合格组织,如果出现半网络及网络状均为不合格。其形成机理尚无论,一般认为与合金元素的晶界偏聚及氮原子的扩散有关。因此,控制合金元素偏聚的措施均有利于减轻脉状氮化物的形成。工艺参数方面,渗氮温度越高,保温时间越长,越易促进脉状组织的形成,如工件的棱角处,因渗氮温度相对较高,脉状组织比其它部位严重得多。 对304不锈钢离子渗氮后的渗层性能进行了研究,结果表明,经离子渗氮后,钢的表面性能得到明显改善.
等离子渗氮是一种十分有效的生成界面膜层的热处理方式。辉光放电等离子体中氮扩散进入膜层中,从而增强工件表面硬度。工艺过程中待处理工件为阴极,通入氢气及氮气的混合气体,在数百伏特及50~500Pa压力下对阳极施偏压。阴极势降中,由于基体表面温度高达450℃以上,氮离子获得加速并撞击基体表面从而氮元素渗入工具内部。通过这种方式可形成含铁或铬、钼、铝及镁等的氮化物化合层及扩散层。其表面硬度可达1000HV,甚至更高。通常工件表面主要是被称作为白层的铁氮化合物。氮含量可以根据应用需要进行调节,甚至完全抑制以便为后续的硬质材料涂层创造更好的表面条件。生成的扩散层从工件表面至芯部几十毫米的硬度降低非常平缓。在工业化沉积硬质膜方面,电弧蒸发工艺因其简单便捷而占据着非常重要的地位。工艺过程中,镀层金属因为所产生的电弧在表面边界快速移动而获得蒸发、电离,在工件底盘通负偏压情况下,金属离子加速撞击到工件上。电弧蒸发工艺单纯采用物理方法使金属蒸发,而不包括任何中介挥发性化合物,因此是一种典型的PVD(物理qi相沉积)工艺。通过添加含氮或含碳气体,可形成氮化物和碳化物金属薄膜。薄膜具有非常高的微硬度、低摩擦性能和很好的化学惰性。 离子氮化其中一个比较明显的优点就是环保节能,是国家重点发展的氮化新工艺.揭阳模具表面离子氮化处理
离子氮化是气体放电的一种重要形式。中山模具钢离子氮化和气体氮液的区别
此外离子氮化技术主要仪器就是离子氮化炉,通过离子渗氮可以使渗氮的周期缩短60%~70%,简化工序,零件变形小,产品质量好,节约能源,无污染,是近年来发展较快的热处理工艺。离子氮化设备由氮化炉、真空系统、供氮系统、电源及温度测控系统组成。氮化介质一般采用氨或氮氢混合气体。离子氮化操作要求严格,否则易导致溢度不均匀和弧光放电。离子氮化开始于30年代,到50年代用于炮管内膛氮化。60年代推广使用于结构钢、工模具钢、球墨铸铁、合金铸铁、不锈钢和耐热钢等。可离子氮化的零件有轧辊、锻模、冲模、铣刀、塑料成形机螺杆、柴油机缸套等。当代离子氮化技术中,单热源的离子氮化是老的产品,已无法满足产品要求炉温的均匀性和稳定性,必须要具有双热源的离子氮化设备才能满足炉温±5度且可以随意控温,目前已广泛应用于航空航天等重点领域。 中山模具钢离子氮化和气体氮液的区别
广东衡创金属制品有限公司前身为广州市衡创表面热处理有限公司,成立于2016年, 旧厂址位于广州市天河区。后因发展需要,工厂于2020年整体搬迁至佛山市南海区,并重新注册公司为“广东衡创金属制品有限公司”。为了进一步发展,2021年在东莞市设立“东莞市衡创金属制品有限公司”作为分公司,同步开展真空热处理业务。目前佛山厂房和东莞厂房面积各1000平方米。公司目前拥有包括离子氮化炉、气体氮化炉、蒸气氧化炉、真空油淬炉和真空气淬炉等热处理生产设备。团队骨干成员来自于华南理工大学,并依托华南理工大学30多年的离子渗氮处理加工经验、雄厚的科研和检测实力,以努力打造华南地区具有影响力的专业离子渗氮企业为已任,同时为满足各客户需要,开展各种热处理加工业务。