离子氮化设备主要由真空炉体、供气系统、电源系统和控制系统四大部分组成。真空炉体是离子氮化的反应容器,通常采用不锈钢材质,具有良好的密封性,能够承受一定的压力。炉内设有工件放置架,确保工件在处理过程中均匀受热和接受离子轰击。供气系统负责向炉内通入适量的含氮气体,如氨气、氮气与氢气的混合气体等,通过流量控制器精确控制气体流量和比例。电源系统提供离子氮化所需的直流或脉冲电压,一般电压范围在 300 - 1000V 之间,可根据不同的工艺要求进行调节。控制系统则用于监控和调节炉内的温度、压力、气体流量、电压和电流等参数,实现对离子氮化过程的精确控制。例如,通过热电偶实时监测炉内温度,并反馈给控制系统,自动调整加热功率,保证温度的稳定性。这些部分相互配合,共同保证离子氮化工艺的顺利进行。离子氮化硬度和深度。佛山合金钢离子氮化怎么样
在以含氮气体的低真空炉体内的条件下,气源通常采用纯氨,也可采用分解氨。把金属工件作为阴极炉体为阳极,在阴极(工件)与阳极(炉体)之间加上高压(300~900V)直流电源后,稀薄气体被电离并产生辉光放电,形成氮、氢阳离子,在阴阳极之间形成等离子区。在等离子区强电场作用下,氮和氢的正离子以高速向工件表面轰击。离子的高动能转变为热能,加热工件表面至所需温度。离子氮化处理,欢迎联系衡创。氮、氢等正离子在电场的加速下轰击零件表面,产生很大热量以加热零件,同时使部分铁原子溅射出来与氮结合生成FeN由于离子的轰击,工件表面产生原子溅射,因而得到净化,同时由于吸附和扩散作用,继而分解出活性氮原子向工件内部扩散而形成氮化层。其在工件表面形成渗氮层,主要有能量转换、阴极溅射、凝附等具体过程的发生。云浮金属表面离子氮化生产离子氮化炉的绝缘材料。
离子氮化工艺技术的优点:工件涂层可根据预期性能要求通过调节氮、氢及其他(如碳、氧、硫等)气氛的比例调整实现相组成调节。制备涂层时间是普通渗氮的三分之一到五分之一,效率高。制备过程十分清洁而无需防止公害,无需额外加热和检测设备,能够获得均匀的温度分布,能源消耗是气体渗氮的40~70%,节能环保;耗气量极少(只为气体渗氮的百分之几),可减少离子氮化的常见缺陷;适用的材质和温度范围广。工件制备完涂层后可获得无氧化的加工表面,表面光洁度高,变形量小。离子氮化工艺技术的难点:空心阴极效应限制了在带小孔、间隙和沟槽零件中的应用:边角效应导致导致工件边角部位硬度和其余部位不一致:不同结构工件混装时温度的控制和测量存在困难:零件表面产生弧光放电(打弧)造成等离子不稳定或高洁净工件表面损伤。
离子氮化脉冲电源的优点:无需堵孔,由于脉冲电源对弧光放电的抑制作用,因此对于很多零件无需堵孔,这样给生产操作带来很大的方便。例如处理曲轴时就不需堵孔,而当曲轴上存在有一些为提高零件性能的工艺孔时,这种优点就显得更为突出。处理质量好、变形小,利于提高层深,由于脉冲电源对弧光发电的抑制作用,弧光在零件表面作用的时间极短,可获得高质量的表面,绝无灼伤。并且提高了工件温度的均匀性,零件变形小。由于其改善了工艺条件,在相同的时间内或者不利于氮化的条件下,能提高层深。能提高设备的利用率,在直流电源的条件下,由于工艺参数和物理参数的相互影响,在保温时电压的调节范围通常在650V左右,而采用脉冲电源,电压调节范围将提高,例如在处理狭缝时可将电压提高到900V,增加了电源的有效输出。金属离子氮化注意事项。
离子氮化处理工艺:处理温度:阀板880~900。C,阀座840~860。C处理时间:6~8h比较大加热速度:15℃/min比较大冷却速度:18℃/min反应气氛:N2与H2混合气体,并适当引入其他气体,如氧等氮势:66%~90%工作气压:3999~5332Pa气体流量:100~150L/h电流密度:3~7mA/cm2拟进行离子氮化的零件必须经过彻底的清洗,以免因油污、锈斑、挥发物等而引起电弧,损伤零件。零件在装炉时,其间隙必须足够大而均匀,装载过密处往往会引起温度过高。对局部氮化的零件,可在非渗部位用外罩(对凸出面而言)或塞子(对内凹面或孔而言)屏蔽,以避免在该处起辉。装炉时还要注意合理地分布测温监控热电偶。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年代只用于炮管内膛氮化。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。不锈钢离子渗氮,不会损害表面光洁度,多年经验,更专业,被氮化的工件变形极小,尺寸稳定性好。韶关模具离子氮化种类
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。佛山合金钢离子氮化怎么样
离子氮化是一种利用辉光放电原理的表面强化技术。在真空炉内,通入适量的含氮气体,如氨气(NH₃),并施加一定的直流电压。此时,炉内气体被电离,形成等离子体。其中,氮离子(N⁺)在电场作用下高速轰击工件表面,将动能转化为热能,使工件表面温度升高。同时,氮离子被工件表面吸附并向内部扩散,与金属原子发生化学反应,形成氮化层。例如,在对钢铁材料进行离子氮化时,氮离子与铁原子结合,在表面形成各种氮化物相,如 Fe₄N、Fe₂N 等。这些氮化物相具有高硬度、高耐磨性和良好的抗腐蚀性,从而显著提高工件的表面性能。这种基于离子轰击和扩散的原理,使得离子氮化与传统氮化方法在机制上有明显区别,为其独特的工艺优势奠定了基础。佛山合金钢离子氮化怎么样