离子氮化法是由德国人B.Berghaus在1932年发明的。该法是在0.1~10Torr(1Torr=133.3Pa)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象霓红灯一样的柔光覆盖在被处理工件的表面。此时,已离子化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进行氮化处理。离子氮化法与以往的靠分解氨气或使用物来进行氮化的方法截然不同,作为一种全新的氮化方法,已被广泛应用于汽车、机械、精密仪器、挤压成型机、模具等许多领域,而且其应用范围仍在日益扩大。离子氮化处理的工艺是如何的?深圳离子氮化哪家好
离子渗氮的几个问题:温度测量。普通热处理设备利用电热体发热加热工件,炉内温度均匀,测温热电偶的温度可反映工件温度。离子渗氮靠工件自身辉光放电加热,而且工件带阴极电位,热电偶不能与工件直接接触,所以测温热电偶的温度与工件温度不一致。炉内工件越少,热电偶距离工件越远,热电偶温度与工件温度相差越大。实际操作时,经常采取目测温度等方法,弥补测温不准的问题。温度均匀性。离子渗氮靠自身辉光放电加热,同一炉不同工件,质量不同,表面积不同,受热也不同,所以工件温度可能不均匀。实际工艺操作时,同炉工件相差不要太大。要考虑工件的装炉方式,质量大,表面积小的工件受热条件差,温度偏低,装炉时,放在阴极盘的内圈或下部,必要时,加辅助阴极。带有小孔、窄缝工件的处理。带有小孔、窄缝的工件,易产生空心阴极效应,导致局部电流过大,温升过高而产生弧光放电,工艺不能进行。建议将小孔、窄缝屏蔽,如不易屏蔽,则须调整气压,来调整阴极放电长度,避免产生空心阴极效应。 潮州模具离子氮化现货离子氮化阴极结构示意图。
离子氮化装炉时零件间距如何控制?不同尺寸产品混装,装炉零件的间距过小会影响到零件的渗氮效果,如果过大会浪费装炉空间。根据经验,离子氮化零件在装炉时零件之间的间距一般控制在20mm左右。如果零件较小,这个间距可以适当缩小,不过一般不要小于10mm。离子氮化不同零件拼炉时如何装炉?在欧洲,自从1986年德国TEG公司(现归属德国PVA公司)的,热壁式离子氮化炉已经获得广的应用。热壁式离子氮化炉因其炉内温度可以通过辅助热源进行分区调控,使整炉的温度均匀性得到了很大的提升,所以对于装炉的要求降低了很多。对于热壁炉而言,在装炉方面需要注意的主要是比表面积(辉光表面积与产品重量的比值)相近的产品尽量装在同一层,这样可以进行良好的温度调控。
离子渗氮渗氮层的形成也是由分解、吸收、扩散三个基本过程组成的。但是,由于辉光放电的作用,其机理有所不同。在真空炉体内,工件接阴极,炉体接阳极,在阴阳极间施加数百伏的直流电压,产生辉光放电,使含氮的稀薄气体﹝如氨气﹞电离,形成等离子体。N+、H+离子在阴极位降区被加速,轰击阴极表面,使阴极表面活化,并发生一系列反应。首先,离子轰击动能转化为热能,加热工件。其次,离子轰击打出电子,产生二次电子发射,同时,由于阴极溅射作用,工件表面的C、O、Fe等原子被轰击出来,Fe与阴极附近的活性N原子﹝或N离子﹞结合形成FeN沉积在阴极表面,依次分解:FeN→Fe2N→Fe3N→Fe4N,并同时产生活性N原子,由于阴极由表及里的高N浓度差,活性N原子在一定温度下,向心部扩散形成渗氮层。 离子氮化与QPQ工艺的比较。
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。 离子氮化与气体氮化相比,氮化时间可缩短1/3~1/2,可获得较的渗层。惠州高频离子氮化批发价
离子氮化炉阴极结构的研试。深圳离子氮化哪家好
离子氮化工艺技术的优点:工件涂层可根据预期性能要求通过调节氮、氢及其他(如碳、氧、硫等)气氛的比例调整实现相组成调节。制备涂层时间是普通渗氮的三分之一到五分之一,效率高。制备过程十分清洁而无需防止公害,无需额外加热和检测设备,能够获得均匀的温度分布,能源消耗是气体渗氮的40~70%,节能环保;耗气量极少(只为气体渗氮的百分之几),可减少离子氮化的常见缺陷;适用的材质和温度范围广。工件制备完涂层后可获得无氧化的加工表面,表面光洁度高,变形量小。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。 深圳离子氮化哪家好
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