离子氮化能提高低型腔热锻模具寿命,离子氮化是通过提高模具表面硬度,增加表面压应力的原理,来提高热锻模具使用寿命。离子氮化适合用于低型腔热锻模具,但不适合用于深型腔热锻模具。离子氮化是为了提高工件表面耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温等性能,利用等离子辉光放电在离子氮化设备内制备氮化层的一种工艺方法。离子氮化分三个阶段,第一阶段活性氮原子产生,第二阶段活性氮原子从介质中迁移到工件表面,第三阶段氮原子从工件表面转移到芯部。其中第一阶段电离和第三阶段扩散机制比较清楚,第二阶段活性氮原子如何从介质中迁移到工件表面的机理尚存争议,普遍认可的是“溅射-沉积”理论。具体原理为:高能离子轰击工件表面,铁原子脱离基体飞溅出来和空间中的活性氮原子反应形成渗氮铁,渗氮铁分子凝聚后再沉积到工件表面。渗氮铁在一定的渗氮温度下分解成含氮量更低的氮铁化合物,释放出氮原子,渗氮铁不断形成为一定厚度的渗氮层。离子氮化是什么原理?湛江真空离子氮化厚度
离子氮化前预先热处理工艺的制订原则:为了保证氮化件心部具有必要的力学性能(也称机械性能),消除加工过程中的内应力,减少氮化变形,为获得良好的氮化层组织性能提供必要的原始组织,并为机械加工提供条件,零件氮化前必须进行不同的预先热处理。氮化工艺参数对预先热处理工艺的要求,预先热处理中还有就是一道工序的加热温度至少要比氮化温度高20~40℃。否则,零件在氮化过程中其心部组织及力学性能将发生变化,零件的变形无规律,变形量将无法控制。常用的预先热处理工艺,常用的预先热处理工艺有调质、淬火+回火、正火及退火。调质是结构钢常用的预先热处理工艺,调质的回火温度至少要比氮化温度高20~40℃。回火温度越高,工件硬度越低,基体组织中碳化物弥散度愈小,氮化时氮原子易渗入,氮化层厚度也愈厚,但渗层硬度也愈低。因此,回火温度应根据对基体性能和渗层性能的要求综合确定。调质后理想的组织是细小均匀分布的索氏体组织,不允许存在粗大的索氏体组织,也不允许有较多的游离铁素体存在。调质引起的脱碳对渗层脆性和硬度影响很大,所以调质前的工件应留有足够的加工余量,以保证机械加工时能将脱碳层全部切除。对氮化后要求变形很小的工件,在精加工前。湛江真空离子氮化厚度常用材料离子氮化后的表面硬度与氮化层深度。
离子氮化是一种利用辉光放电原理的表面强化技术。在真空炉内,通入适量的含氮气体,如氨气(NH₃),并施加一定的直流电压。此时,炉内气体被电离,形成等离子体。其中,氮离子(N⁺)在电场作用下高速轰击工件表面,将动能转化为热能,使工件表面温度升高。同时,氮离子被工件表面吸附并向内部扩散,与金属原子发生化学反应,形成氮化层。例如,在对钢铁材料进行离子氮化时,氮离子与铁原子结合,在表面形成各种氮化物相,如 Fe₄N、Fe₂N 等。这些氮化物相具有高硬度、高耐磨性和良好的抗腐蚀性,从而显著提高工件的表面性能。这种基于离子轰击和扩散的原理,使得离子氮化与传统氮化方法在机制上有明显区别,为其独特的工艺优势奠定了基础。
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,可自由地调节化合物层的相组成,从而获得预期的机械性能。离子氮化从380℃起即可进行氮化处理,此外,对钛等特殊材料也可在850℃的高温下进行氮化处理,因而适应范围十分广。由于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)。离子氮化炉的操作流程及工艺规范要求。
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。离子渗氮的工艺参数较多,包括渗氮温度,时间,炉气压力,气源,气体流量,电压,电流,抽气速率等。湛江真空离子氮化厚度
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。湛江真空离子氮化厚度
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。湛江真空离子氮化厚度