离子氮化作为强化金属表面的一种化学热处理方法,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。离子渗氮又称辉光渗氮,是利用辉光放电原理进行的。离子渗氮是在充以含氮气体的低真空炉体内把金属工件作为阴极炉体为阳极,通电后介质中的氮氢原子在高压直流电场下被电离,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。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,氮遂渗入工件表面。离子氮化是一种全新的氮化工艺,具有高效,节能,环保等诸多优点,是氮化的发展方向。珠海结构钢离子氮化工艺流程
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,气氛中含水及含氧量过多;工件各处的温度不均匀,温度过低的部位由于渗氮较弱而呈绿色;冷却时工件各部位冷速不一致,冷得慢的部位可能呈蓝色。表面发黑的原因可能是:炉子系统漏气,气氛中含水量及含氧量过高;温度过高;工件上的油污及氧化皮未去净等。 珠海结构钢离子氮化工艺流程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。
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。
离子氮化法的优点二: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。通过控制气氛,可调节化合物层的相结构,化合物层的脆性明显低于气体氮化的脆性,离子氮化为工件的还有就是一道工序。离子氮化从380℃起即可进行氮化处理,此外,对钛、钛合金等特殊材料也可在850℃的高温下进行氮化处理,因而适应范围十分广。离子氮化是在低气压下以离子注入的方式进行,因而耗气量极少(只为气体渗氮的百分之几),可降低处理成本。离子氮化技术是我国70年代新兴的表面强化技术。
离子渗氮工艺质量检验:渗氮层厚度渗氮层包括化合层和扩散层,渗氮层厚度和时间呈抛物线关系。常用金相法和硬度法测量渗氮层厚度。金相法将金相试样磨制,经过试剂﹝化合层用2-4%硝酸酒精溶液,扩散层用5%苦味酸酒精溶液﹞腐蚀后,用金相显微镜放大100-200倍测量,从表面测至与基体有明显界限为止,其长度即为渗氮层厚度。硬度法用100g负荷的维氏硬度计从表面至心部垂直打硬度,打到高于基体硬度30-50Hv处,从表面至此处的距离做为渗氮层厚度。渗氮层硬度渗氮层的表面硬度用5-10Kg负荷的维氏硬度计测量,渗层厚度≤,负荷不应超过5Kg。化合层的表面硬度用50-200g负荷的显微硬度计测量。渗氮层脆性检查用10Kg负荷的维氏硬度计打渗氮试样表面,以压痕的完整程度评定脆性。 离子氮化处理的工艺是如何的?珠海结构钢离子氮化工艺流程
离子氮化和气体氮化哪个比较好?珠海结构钢离子氮化工艺流程
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