离子氮化的基本过程是活化气相、溅射、吸附、沉积和扩散。在辉光放电时,氮的正离子在电场能的作用下获得速度,对被处理的零件表面行程轰击溅射。在等离子辉光放电中铁原子与处在不同激发态的氮化合形成氮化物,氮化物以层状均匀地吸附在阴极表面上(即被处理的零件表面)。在离子轰击下被分解成含氮较低的氮化铁和含氮的固溶体。在低氮化物分解时得到的氮,活性很大。它在表层中向内逐步扩散,生成内部的氮化物区,完成渗氮。离子氮化的处理效果主要受电压、电流、频率、气压、温度、时间、气氛比例参数影响。球铁曲轴的离子氮化工艺。广东低温离子氮化的操作方法
离子氮化工艺技术应用常见问题还有变形超差。减少变形的措施包括: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。外观质量差,出现表面电弧烧伤、剥落起皮或表面发蓝、发黑等问题。钢铁零件经氮化处理后表面通常呈银灰色或暗灰色(不同材质的工件,离子氮化后其表面颜色略有区别),钛及钛合金件表面应呈金黄色。表面电弧烧伤主要是由于工件表面、工件上的小孔中或焊接件的空腔内及组合件的接合面上存在含油杂质,引起强烈弧光放电所致。表面剥落起皮:产生起皮的机理还不十分清楚,但在生产实践中,工件表面清理不净、脱碳或气份中含氧量过多、氮化温度过高等有时会产生起皮。表面发蓝或呈紫蓝色这是氧化造成的,如果氧化是在氮化结束后停炉过程中产生的,则只影响外观质量,对渗层硬度、深度无影响。如果氧化是在氮化过程中产生的,则将不仅影响到产品外观,而且将直接影响到渗层硬度和深度。表面发蓝的原因可能有:炉子系统漏气。 广东低温离子氮化的操作方法离子氮化件常见缺陷与对策。
离子渗氮技术特点离子渗氮技术的独有特点是离子轰击、溅射清理和离子(Plasmaactivation)。离子是形成质优渗氮层的根本保证,扩散贯穿在离子渗氮过程始终。离子使NH3、N2、H2原子分解产生活性离子,同时离子阴极工件表面产生大量微观缺陷和活化表面,在活化表面上反应形成氮化物层,因此控制和调整离子条件是极其重要的。深入研究辉光放电的轰击加热、溅射反应和效应,对开发和完善离子渗氮工艺很有意义。离子渗氮与气体渗氮由于形成化合物层的机理不同,产生的化合物层相结构也不同。
离子氮化工艺技术的发展方向:首先是脉冲离子渗氮工艺技术,工艺参数单独可调,脉冲电源的优点之一是工艺参数与物理参数单独可调。这是因为在直流电源条件下,既要满足零件表面的电流密度要求,又要满足零件保温电流密度的要求,两者相互影响。而在脉冲电源条件下,电流密度由峰值电流满足,保温电流由平均电流满足,可由两个单独参数分别调节。因此,工艺参数可在较大范围内变动。打弧速度快,脉冲电源的输出特性,自身就有抑制电弧迅速发展的特点,由于IGBT开关响应速度极快,这更利于我们一旦发现弧光放电就立即关断电源,然后重新点燃电源,这些工作均在几十微秒内完成。离子氮化的操作说明。
离子氮化作为七十年代兴起的一种新型渗氮方法与一般的气体渗氮相比,离子渗氮的特点是:渗氮速度较快,可适当缩短渗氮周期,离子氮化时间短,能缩短到气体氮化时间的1/3~2/3。渗氮层脆性小,离子氮化表面形成的白层很薄,甚至没有,另外引起的变形小,特别适宜于形状复杂的精密零件。可节约能源和氨的消耗量,电能消耗为气体氮化的1/2~1/5,氨气消耗为气体氮化的1/5~1/20。易于实现局部氮化,只要设法使不欲氮化的部分不产生辉光即可,非渗氮部位便于保护,采用机械屏蔽、用铁板隔断辉光,即可保护。离子轰击有净化表面作用,自动去除钝化膜,不锈钢、耐热钢材料无需预先去除钝化膜,可使不锈钢、耐热钢工件直接渗氮。化合物层结构、渗层厚度和组织可以控制。处理温度范围较宽,即使在350℃以下也能获得一定厚度的渗氮层。劳动条件有所改善,无害、离子渗氮处理在很低的压力下进行,排出的废气极少。气源为氮气、氢气和氨气,基本上无有害物质产生。可以适用于各种材料,包括要求氮化温度高的不锈钢、耐热钢,以及氮化温度较低的工模具(工具钢)和精密零件,而低温氮化对气体氮化来说是相当困难的。 离子氮化操作说明图文。广东低温离子氮化的操作方法
离子氮化处理加工工艺。广东低温离子氮化的操作方法
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。离子氮化工艺技术应用常见问题:硬度低。主要原因包括系统漏气造成氧化、选材不当、基体硬度低、氮化温度、时间或氮势不足而造成渗层太薄。硬度和涂层不均匀。主要原因包括: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。广东低温离子氮化的操作方法
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