关于离子氮化的原理以及优势在之前论文中也有详细介绍,在此不再赘述。工装设计对改善锥环支板在氮化炉内的摆放形式很有必要,图1a所示为所设计的三脚架工装的简图,工装的上表面经过机械精加工,平整度较高,三角支撑结构十分稳固,中间采用空心结构保证炉内的氮化气氛更好地流通,从而使工装上不同高度位置的锥环支板内齿都能均匀氮化。图1b所示为锥环支板在工装上的摆放形式,水平整齐堆叠,避免锥环支板上下受挤压力不均而变形,装炉量根据炉子的容量大小而定。氮化加热过程中控制电压、电流大小,缓慢升温至(500±20)℃,保温4h,炉冷,以获得理想的氮化层深和氮化组织,同时可以减小变形。常用材料离子氮化后的表面硬度与氮化层深度。中山高速钢离子氮化厚度
离子氮化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。 湛江低温离子氮化设备离子氮化操作说明图文。
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。
离子氮化脉冲电源的优点还有处理质量好、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。有利于深孔、窄缝、微孔的渗氮,由于脉冲电源对空心阴极效应的抑制作用,可在深孔、窄缝、微孔内实现氮化。例如可在型腔≥Ф4×80(Ф32×1030)的深孔内实现氮化。节能,由于脉冲电源可有效地抑制空心阴极效应的产生,避免小孔、窄缝处打死弧,取消了堵孔等工序,省去了不必要的辅助工时,缩短了工艺周期,节省了大量的人力物力,提高了设备的综合使用效率。此外脉冲电源中限流电阻的减小,也可节省部分能量,因此脉冲电源较直流电源更加节能。 离子氮化怎么操作的呢?
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。由于离子氯化法利用了离子化了的气体的溅射作用,因而与以往的氧化处理相比,可凸显的缩短处理时间(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氡的40~70%)。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。离子氮化是怎么操作的,图解!广州低温离子氮化处理厂家
离子氮化阴极结构示意图。中山高速钢离子氮化厚度
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。 中山高速钢离子氮化厚度
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