离子氮化作为强化金属表面的一种利用辉光放电现象,将含氮气体电离后产生的氮离子轰击零件表面加热并进行氮化,获得表面渗氮层的离子化学热处理工艺,广适用于铸铁、碳钢、合金钢、不锈钢及钛合金等。零件经离子渗氮处理后,可显著提高材料表面的硬度,使其具有高的耐磨性、疲劳强度,抗蚀能力及抗烧伤性等。离子氮化,它早在1931年就已在实验室里取得成功并获。其所运用的辉光放电,是气体放电的一种重要形式。低气压辉光放电的击穿机制是,从阴极发射电子,在放电空间引形成相应离子,由此产生的正离子再轰击阴极使其发射出更多的电子。按其状态,辉光放电又可分为前期辉光、正常辉光和异常辉光三个不同阶段。而大电流的稳定辉光放电设备在制造技术在当时有较大的困难;一直延迟到20世纪60年代初,人们在掌握辉光放电技术后,离子氮化才在少数国家生产中得到应用。目前世界各国包括我国在内,离子氮化生产已获得迅猛发展。离子氮化阴极结构示意图。梅州小型离子氮化保养
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。河源离子氮化优势离子氮化炉的绝缘材料。
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。
离子氮化相较于传统氮化工艺,具有众多独特优势。首先,处理时间大幅缩短,一般只为气体氮化的 1/3 - 1/2。这是因为离子的高速轰击加速了氮原子的渗入,提高了氮化效率。其次,离子氮化在真空环境下进行,氮化层纯净,无杂质污染,表面质量高,能获得更理想的硬度梯度和组织结构,有效提升材料的表面性能。再者,通过精确控制电压、电流等参数,可实现对氮化层深度和硬度的准确调节,满足不同工件的多样化需求。此外,离子氮化还具有节能特性,能耗比气体氮化低 30% - 40%,是一种绿色环保的氮化技术。离子氮化工艺操作记录。
离子氮化后零件的“肿胀”现象及防治对策:“肿胀”的本质。离子氮化后零件的“肿胀”实际上是零件尺寸变化的一种表现形式。尺寸变化是由于氮化时工件表面吸收了大量的氮原子,生成各种氮化物或工件表层原始组织的晶格常数增大所致,宏观上则表现为表层体积的略微增加。氮化后零件的“肿胀”是一种普遍现象。各种氮化方法(气体氮化、液体氮化和离子氮化)处理后的零件或多或少总会存在一定的“肿胀”。但应该说明的是:离子氮化后零件的“肿胀量”较其它氮化方法要小。这是因为:离子氮化中的“阴极溅射”有使尺寸缩小的作用,因而抵消了一部分氮化“肿胀量”。离子氮化和气体氮化哪个比较好?揭阳不锈钢离子氮化哪里有
钢采用等离子氮化等表面强化可抑制裂纹的萌生和扩展。梅州小型离子氮化保养
航空航天领域对材料性能要求极为严苛,离子氮化在其中扮演着不可或缺的角色。航空发动机的涡轮叶片,在高温、高压、高转速的恶劣环境下工作,需具备优异的高温强度、抗氧化性和耐磨性。离子氮化可在叶片表面形成耐高温、抗氧化的氮化层,有效提高叶片的高温稳定性和抗热腐蚀性能,确保发动机在极端条件下可靠运行。飞机起落架等关键部件,经离子氮化处理后,表面硬度和疲劳强度大幅提升,能更好地承受飞机起降时的巨大冲击力和复杂应力,保障飞行安全。离子氮化技术为航空航天材料性能的优化提供了强有力的支撑。梅州小型离子氮化保养