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,通入混合气体,在数百伏特及10-50Pa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°C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。通常工件表面主要为被称之为白亮层的氮化合物。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 随深度其硬度降低非常平缓。作者:中科海科技离子氮化处理技术哪家强?推荐广州衡创!湛江高速钢离子氮化加工
离子氮化又称辉光渗氮,是利用辉光放电原理进行的。辉光放电是当气体越过电晕放电区后,若减小外电路电阻,或提高全电路电压,继续增加放电功率,放电电流将不断上升。同时辉光逐渐扩展到两电极之间的整个放电空间,发光也越来越明亮。当电子能f提高,也就是增强电场的操作参数,则能使电晕放电过渡到辉光放电。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×102—×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。 模具钢离子氮化工艺原理离子氮化处理用什么材料硬度会高。
离子氮化保护非氮化表面的屏蔽方法,离子渗氮法是在~10Torr(1Torr=)的含氮气氛中,以炉体为阳极,被处理工件为阴极,在阴阳极间加上数百伏的直流电压,由于辉光放电现象便会产生像霓虹灯一样的柔光覆盖在被处理工件的表面。此时,已离子化了的气体成分被电场加速,撞击被处理工件表面而使其加热,同时依靠溅射及离子化作用等进行氮化处理。作为一种全新的氮化方法,现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,而且其应用范围仍在日益扩大。目前,我国在离子氮化的某些理论和技术方面已处于水平。与气体渗氮相比,离子渗氮具有许多优点,主要表现在:渗层组织易于控制、脆性小;氮化后工件变形小;节能、省气;无毒。
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。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。离子氮化是如何进行的呢?
除此之外,离子氮化常见问题还有脉状氮化物。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。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,氮化温度越高,保温时间越长,越易促进脉状组织的形成,如工件的棱角处,因氮化温度相对较高,脉状组织比其它部位严重。肿胀。主要原因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。在选材、工艺制定正确的前提下,如能合理装炉,正确操作,则工件的“肿胀”是有一定规律的。掌握了“肿胀”的规律后,即可在氮化处理前的然后一道加工工序中根据“肿胀”量使工件尺寸处于负偏差,工件经氮化处理后尺寸可正好处于要求的尺寸公差范围内,因而可省去氮化后的再次加工。 离子氮化和气体氮化有何区别。珠海结构钢离子氮化缺点
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离子氮化法具有以下一些优点:由于离子氮化法不是依靠化学反应作用,而是利用离子化了的含氮气体进行氮化处理,所以工作环境十分清洁而无需防止公害的特别设备。因而,离子氮化法也被称作二十一世纪的“绿色”氮化法。由于离子氮化法利用了离子化了的气体的溅射作用,因而与以往的氮化处理相比,可突出的缩短处理时间(离子渗氮的时间只为普通气体渗氮时间的1/3~1/5)。由于离子氮化法利用辉光放电直接对工件进行加热,也无需特别的加热和保温设备,且可以获得均匀的温度分布,与间接加热方式相比加热效率可提高2倍以上,达到节能效果(能源消耗只为气体渗氮的40~70%)。湛江高速钢离子氮化加工
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