离子氮化相较于传统氮化工艺,具有众多独特优势。首先,处理时间大幅缩短,一般只为气体氮化的 1/3 - 1/2。这是因为离子的高速轰击加速了氮原子的渗入,提高了氮化效率。其次,离子氮化在真空环境下进行,氮化层纯净,无杂质污染,表面质量高,能获得更理想的硬度梯度和组织结构,有效提升材料的表面性能。再者,通过精确控制电压、电流等参数,可实现对氮化层深度和硬度的准确调节,满足不同工件的多样化需求。此外,离子氮化还具有节能特性,能耗比气体氮化低 30% - 40%,是一种绿色环保的氮化技术。离子氮化其中一个比较明显的优点就是环保节能,是国家重点发展的氮化新工艺。潮州高频离子氮化和气体氮液的区别
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。离子氮化处理,可联系衡创。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,、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。茂名结构钢离子氮化的操作方法离子氮化和气体氮化区别。
离子氮化脉冲电源的优点: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≥0.6mm的铝型材挤压模和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。
离子氮化与气体氮化对比因其渗入理论与气体氮化有一定差别,也有一定相同性,在操作上有一定的特殊性。二者都涉及到四要素,即工件表面洁净度,氮化温度,氨的分解率,渗氮保温时间。但在以上相同四点的各点上,有一定的区别,而且因其特异性,在操作上有一些形式的不同,尤其防渗方法存在较大的不同。清洗工件,与气体氮化大体相同,但对于工件交检质量不构成威胁,如果清洗的好,可缩短打弧时间,反之只需延长打弧时间,也可以维持工作。离子氮化温度与气体氮化温度一样,但其温度测量至今尚为一道难题,即热电偶很难与工件匹配,其显示值也不能完全一致,只可作参考,所以目测观测温度甚为重要。离子氮化也需要足够的氮原子,但因其独特的电离能力,极少的氮原子即可满足氮化需要。所以一次工作保温阶段有1kg氨气即可满足工作需要。其氮原子是否足够工作需要,可视炉内气体被电离后所发出的辉光厚度及颜色来进行判断。正常工作时辉光发出淡蓝色微光,辉光厚度保持在,发黄发亮,辉光厚度超过3mm,则为氨气供给量太少;辉光暗淡发黑厚度小于2mm,则为氨气供给太多。离子氮化可以直接对S136,304,316等不锈钢制品的氮化处理。
离子氮化的常见缺陷:
一、硬度偏低生产实践中,工件氮化后其表面硬度有时达不到工艺规定的要求,轻者可以返工,重者则造成报废。造成硬度偏低的原因是多方面的:有设备方面的原因,如系统漏气造成氧化;有选材方面的原因,如材料选择不恰当;有前期热处理方面的原因,如基本硬度太低,表面脱碳等;有工艺方面的原因,如氮化温度过高或过低,时间短或氮势不足而造成渗层太薄等等。只有根据具体情况,找准原因,问题才会得以解决。
二、硬度和渗层不均匀装炉方式不当,气压调节不当(如供气量过大),温度不均,小孔、窄缝未屏蔽造成局面过热等均会造成硬度和渗层不均匀。
三、变形超差变形是难以杜绝的,对易变形件,采取以下措施,有利于减小变形。氮化前应进行稳定化处理(处理次数可以是几次)直至将氮化前的变形量控制在很小的范围内(一般不应超过氮化后允许变形量的50%);氮化过程中的升、降温速度应缓慢;保温阶段尽量使工件各处的温度均匀一致。对变形要求严格的工件,如果工艺许可,尽可能采用较低的氮化温度。 钢采用等离子氮化等表面强化可抑制裂纹的萌生和扩展。肇庆模具钢离子氮化设备
钢材热处理:离子氮化、液体氮化、气体氮化的作用及技术流程。潮州高频离子氮化和气体氮液的区别
离子氮化具有诸多工艺特点。首先,氮化速度快,相比传统气体氮化,其氮化时间可缩短 1/3 - 1/2。这是因为离子氮化过程中,氮离子直接轰击工件表面,加速了氮原子的扩散速度。其次,处理温度范围宽,一般可在 350 - 700℃之间进行,能满足不同材料和性能要求。对于一些对变形要求严格的材料,可在较低温度下进行离子氮化,有效控制变形量。再者,离子氮化能够精确控制氮化层的厚度和组织形态。通过调节工艺参数,如电压、电流、气体流量和处理时间等,可以获得从几微米到几百微米不等的氮化层厚度,并且可以根据需求形成不同的相结构,如化合物层和扩散层的比例可灵活调整。此外,离子氮化过程环保,能耗低,因为它在真空环境下进行,无需大量的化学试剂,且能量利用率高。潮州高频离子氮化和气体氮液的区别