由于离子氮化是在真空中进行,因而可获得无氧化的加工表面,也不会损害被处理工件的表面光洁度。而且由于是在低温下进行处理,被处理工件的变形量极小,处理后无需再行加工,极适合于成品的处理。通过调节氮、氢及其他(如碳、氧、硫等)气氛的比例,可自由地调节化合物层的相组成,从而获得预期的机械性能。离子氮化从380℃起即可进行氮化处理,此外,对钛等特殊材料也可在850℃的高温下进行氮化处理,因而适应范围十分广。由于离子氮化是在低气压下以离子注入的方式进行,因而耗气量极少(只为气体渗氮的百分之几)。钢采用等离子氮化等表面强化可抑制裂纹的萌生和扩展。揭阳真空离子氮化工艺原理
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。梅州低温离子氮化离子氮化已被广泛应用于汽车、机床、航天、塑料机械、纺织机械、精密仪器、模具、量韧具等许多领域。
离子氮化处理注意事项之装炉,清洗工件同气体氮化,但比较好擦干或晾干再装入炉内,以节省打弧时间。工件应均匀装入炉内,工件之间,阴阳极之间必须间隔30mm以上,以免工件之间,两极之间电流密度过大而致工件局部温度过高。做好防渗,凡小于2mm的孔,缝隙必须屏蔽,试样放置在能与工件温度保持一致的位置上。在离子氮化中经常发生两种异常辉光发射,有场致发射和电子发射,场致发射即为工件或气隙存在小孔或小缝隙,或因油质溶化引起辉光集中,导致电流加大产生定点弧光,生成类似于电焊的效果,使工作无法进行。电子发射即为工件存在尖角或工件摆放不当,如两件之间、阴阳极之间等距离太近,这些地方电流密度较大,当工作时如所给电流太大,则这些位置温度迅速升高,电流密集于此处,也产生定点弧光,使工作无法进行。
离子氮化与气体氮化在多个方面存在差异。从氮化原理看,气体氮化是通过氨气在高温下分解出氮原子,然后氮原子在工件表面吸附并扩散形成氮化层;而离子氮化是利用辉光放电产生的氮离子轰击工件表面实现氮化。在氮化速度上,离子氮化明显更快,如前所述,可缩短大量时间。在氮化质量方面,离子氮化能更精确控制氮化层组织和性能,气体氮化的氮化层质量均匀性相对较差。从设备成本来看,离子氮化设备由于包含真空系统、电源系统等,初期投资较高;气体氮化设备相对简单,成本较低。但从长期运行成本考虑,离子氮化因氮化速度快、能耗低,综合成本可能更具优势。在应用范围上,气体氮化适用于各种形状和尺寸的工件,对复杂工件的处理能力较强;离子氮化对于形状简单、表面积较大的工件效果更佳,不过随着技术发展,对复杂工件的处理能力也在不断提升。离子化学热处理是一类正在发展并且日益受到重视的表面强化工艺。
离子渗氮生过程中,如果工艺不当可能出现硬度偏低的情况。生产实践中,工件渗氮后其表面硬度有时达不到工艺规定的要求,轻者可以返工,重者则造成报废。造成硬度偏低的原因是多方面的:有设备方面的原因,如系统漏气造成氧化;有选材方面的原因,如材料选择不恰当;有前期热处理方面的原因,如基本硬度太低,表面脱碳等;有工艺方面的原因,如渗氮温度过高或过低,时间短或氮势不足而造成渗层太薄等等。只有根据具体情况,找准原因,问题才会得以解决。离子氮化与气体氮化区别,你真的了解吗?珠海模具表面离子氮化
合金元素对离子氮化渗氮层硬度、深度的影响。揭阳真空离子氮化工艺原理
离子氮化的常见缺陷:
一、硬度偏低生产实践中,工件氮化后其表面硬度有时达不到工艺规定的要求,轻者可以返工,重者则造成报废。造成硬度偏低的原因是多方面的:有设备方面的原因,如系统漏气造成氧化;有选材方面的原因,如材料选择不恰当;有前期热处理方面的原因,如基本硬度太低,表面脱碳等;有工艺方面的原因,如氮化温度过高或过低,时间短或氮势不足而造成渗层太薄等等。只有根据具体情况,找准原因,问题才会得以解决。
二、硬度和渗层不均匀装炉方式不当,气压调节不当(如供气量过大),温度不均,小孔、窄缝未屏蔽造成局面过热等均会造成硬度和渗层不均匀。
三、变形超差变形是难以杜绝的,对易变形件,采取以下措施,有利于减小变形。氮化前应进行稳定化处理(处理次数可以是几次)直至将氮化前的变形量控制在很小的范围内(一般不应超过氮化后允许变形量的50%);氮化过程中的升、降温速度应缓慢;保温阶段尽量使工件各处的温度均匀一致。对变形要求严格的工件,如果工艺许可,尽可能采用较低的氮化温度。 揭阳真空离子氮化工艺原理