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离子渗氮处理 / HUAWEI
离子渗氮处理

  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。

  离子氮化法与以往的靠分解氨气或使用氰化物来进行氮化的方法截然不同,作为一种全新的氮化方法,现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。

  离子氮化法具有以下一些优点:

  ①由于离子氮化法不是依靠化学反应作用,而是利用离子化了的含氮气体进行氮化处理,所以工作环境十分清洁而无需防止公害的特别设备。因而,离子氮化法也被称作二十一世纪的“绿色”氮化法。

  ②由于离子氮化法利用了离子化了的气体的溅射作用,因而与以往的氮化处理相比,可显著的缩短处理时间(离子渗氮的时间仅为普通气体渗氮时间的1/3~1/5)。

  ③由于离子氮化法利用辉光放电直接对工件进行加热,也无需特别的加热和保温设备,且可以获得均匀的温度分布,与间接加热方式相比加热效率可提高2倍以上,达到节能效果(能源消耗仅为气体渗氮的40~70%)。

  ④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。

  ⑤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。

  ⑥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泛。

  ⑦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(仅为气体渗氮的百分之几),可大大降低处理成本。

 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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