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離子滲氮處理 / HUAWEI
離子滲氮處理

  离子渗氮法是由德国人B.Berghaus于1932年发明的。该法是在0.1~10Torr(Torr = 133.3 Pa)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,已离子化了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等进行氮化处理。

  離子氮化法與以往的靠分解氨氣或使用氰化物來進行氮化的方法截然不同,作爲一種全新的氮化方法,現已被廣泛應用于汽車、機械、精密儀器、擠壓成型機、模具等許多領域,而且其應用範圍仍在日益擴大。

  離子氮化法具有以下一些優點:

  ①由于離子氮化法不是依靠化學反應作用,而是利用離子化了的含氮氣體進行氮化處理,所以工作環境十分清潔而無需防止公害的特別設備。因而,離子氮化法也被稱作二十一世紀的“綠色”氮化法。

  ②由于離子氮化法利用了離子化了的氣體的濺射作用,因而與以往的氮化處理相比,可顯著的縮短處理時間(離子滲氮的時間僅爲普通氣體滲氮時間的1/3~1/5)。

  ③由于離子氮化法利用輝光放電直接對工件進行加熱,也無需特別的加熱和保溫設備,且可以獲得均勻的溫度分布,與間接加熱方式相比加熱效率可提高2倍以上,達到節能效果(能源消耗僅爲氣體滲氮的40~70%)。

  ④由于離子氮化是在真空中進行,因而可獲得無氧化的加工表面,也不會損害被處理工件的表面光潔度。而且由于是在低溫下進行處理,被處理工件的變形量極小,處理後無需再行加工,極適合于成品的處理。

  ⑤通過調節氮、氫及其他(如碳、氧、硫等)氣氛的比例,可自由地調節化合物層的相組成,從而獲得預期的機械性能。

  ⑥離子氮化從380℃起即可進行氮化處理,此外,對钛等特殊材料也可在850℃的高溫下進行氮化處理,因而適應範圍十分廣泛。

  ⑦由于離子氮化是在低氣壓下以離子注入的方式進行,因而耗氣量極少(僅爲氣體滲氮的百分之幾),可大大降低處理成本。

 离子渗氮的介质,常用的有氨气或氮氢混合气体。在真空室(133~1330 Pa)内,阴极(工件)与阳极之间通以400~1100 V的高压直流电,使渗氮气体电离,并在工件周围产生辉光放电。氨原子向工件表面冲击,加热工件并在表面形成FeN的富集,分解后渗入氮。

其特点是:1)渗氮速度快;2)组织易控制,氮层脆性小;3)变形小; 4)易保护,5)节约能源;6)污染少。

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