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,通入氢气及氮气的混合气体,在数百伏特及50~500Pa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℃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。通常工件表面主要是被称作为白层的铁氮化合物。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芯部几十毫米的硬度降低非常平缓。在工业化沉积硬质膜方面,电弧蒸发工艺因其简单便捷而占据着非常重要的地位。离子氮化不污染空气,气体耗量小,质量稳定,可以实现自动控制,已获得了广泛应用。汕尾离子氮化厂家
随着电子工业的快速发展,对材料性能的要求不断提高,离子氮化在该领域逐渐展现出应用潜力。对于电子设备的金属外壳,离子氮化可提高其表面硬度和耐磨性,防止外壳在日常使用中被划伤,同时改善金属的电磁屏蔽性能,减少电子设备内部信号干扰。在一些电子元器件的制造中,如散热器,离子氮化处理可增强其表面的散热性能,因为氮化层具有良好的热传导性。此外,对于与电路板连接的金属引脚,离子氮化能提高其焊接性能和耐腐蚀性,保障电子设备的可靠性和稳定性,为电子工业产品性能的提升开辟了新途径。汕尾离子氮化厂家离子氮化工艺原理是什么。
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。
离子氮化与气体氮化在多个方面存在差异。从氮化原理看,气体氮化是通过氨气在高温下分解出氮原子,然后氮原子在工件表面吸附并扩散形成氮化层;而离子氮化是利用辉光放电产生的氮离子轰击工件表面实现氮化。在氮化速度上,离子氮化明显更快,如前所述,可缩短大量时间。在氮化质量方面,离子氮化能更精确控制氮化层组织和性能,气体氮化的氮化层质量均匀性相对较差。从设备成本来看,离子氮化设备由于包含真空系统、电源系统等,初期投资较高;气体氮化设备相对简单,成本较低。但从长期运行成本考虑,离子氮化因氮化速度快、能耗低,综合成本可能更具优势。在应用范围上,气体氮化适用于各种形状和尺寸的工件,对复杂工件的处理能力较强;离子氮化对于形状简单、表面积较大的工件效果更佳,不过随着技术发展,对复杂工件的处理能力也在不断提升。离子氮化与QPQ工艺的比较。
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。在相同的氨流量和氨压下,进行离子氮化与气体氮化的对比实验,证明离子氮化比气体氮化的效果好。汕尾离子氮化厂家
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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。汕尾离子氮化厂家