離子氮化能有效提高金屬的疲勞強度,延長金屬材料的使用壽命。金屬在交變載荷作用下,表面容易產(chǎn)生疲勞裂紋,終導(dǎo)致材料失效。離子氮化形成的氮化層存在殘余壓應(yīng)力,這一壓應(yīng)力可抵消部分交變載荷產(chǎn)生的拉應(yīng)力,從而延緩疲勞裂紋的萌生和擴展。例如,彈簧鋼經(jīng)離子氮化處理后,疲勞壽命可提高數(shù)倍。在機械傳動部件中,如傳動軸,離子氮化處理使其能更好地承受頻繁的啟動、停止和變速等交變載荷,降低疲勞斷裂的風險,為機械裝備的長期穩(wěn)定運行提供了可靠保障。離子氮化怎么操作的呢?中山模具表面離子氮化和氣體氮液的區(qū)別
離子氮化法是由德國人B.Berghaus在1932年發(fā)明的。該法是在0.1~10Torr(1Torr=133.3Pa)的含氮氣氛中,以爐體為陽極,被處理工件為陰極,在陰陽極間加上數(shù)百伏的直流電壓,由于輝光放電現(xiàn)象便會產(chǎn)生象霓紅燈一樣的柔光覆蓋在被處理工件的表面。此時,已離子化的氣體成分被電場加速,撞擊被處理工件表面而使其加熱,同時依靠濺射及離子化作用進行氮化處理。離子氮化法與以往的靠分解氨氣或使用物來進行氮化的方法截然不同,作為一種全新的氮化方法,已被廣泛應(yīng)用于汽車、機械、精密儀器、擠壓成型機、模具等許多領(lǐng)域,而且其應(yīng)用范圍仍在日益擴大。清遠高速鋼離子氮化的操作方法離子氮化溫度是多少?
等離子滲氮是一種十分有效的生成界面膜層的熱處理方式。輝光放電等離子體中氮擴散進入膜層中,從而增強工件表面硬度。工藝過程中待處理工件為陰極,通入氫氣及氮氣的混合氣體,在數(shù)百伏特及50~500Pa壓力下對陽極施偏壓。陰極勢降中,由于基體表面溫度高達450℃以上,氮離子獲得加速并撞擊基體表面從而氮元素滲入工具內(nèi)部。通過這種方式可形成含鐵或鉻、鉬、鋁及鎂等的氮化物化合層及擴散層。其表面硬度可達1000HV,甚至更高。通常工件表面主要是被稱作為白層的鐵氮化合物。氮含量可以根據(jù)應(yīng)用需要進行調(diào)節(jié),甚至完全抑制以便為后續(xù)的硬質(zhì)材料涂層創(chuàng)造更好的表面條件。生成的擴散層從工件表面至芯部幾十毫米的硬度降低非常平緩。在工業(yè)化沉積硬質(zhì)膜方面,電弧蒸發(fā)工藝因其簡單便捷而占據(jù)著非常重要的地位。
離子氮化與氣體氮化相比,在多個方面展現(xiàn)出優(yōu)勢。在氮化速度上,離子氮化明顯更快,處理時間大幅縮短,提高了生產(chǎn)效率。氣體氮化依靠氮原子的自然擴散,過程較為緩慢。在氮化層質(zhì)量方面,離子氮化的氮化層純凈,硬度梯度更合理,表面質(zhì)量更高,能有效提升材料的綜合性能。而氣體氮化可能因爐內(nèi)氣氛不均勻等因素,導(dǎo)致氮化層質(zhì)量不穩(wěn)定。在能耗方面,離子氮化節(jié)能,比氣體氮化能耗低 30% - 40%。此外,離子氮化可實現(xiàn)局部氮化,對復(fù)雜形狀工件的氮化處理更具靈活性,而氣體氮化在這方面相對受限。離子氮化處理加工工藝。
離子氮化的常見缺陷:硬度偏低生產(chǎn)實踐中,工件氮化后其表面硬度有時達不到工藝規(guī)定的要求,輕者可以返工,重者則造成報廢。造成硬度偏低的原因是多方面的:有設(shè)備方面的原因,如系統(tǒng)漏氣造成氧化;有選材方面的原因,如材料選擇不恰當;有前期熱處理方面的原因,如基本硬度太低,表面脫碳等;有工藝方面的原因,如氮化溫度過高或過低,時間短或氮勢不足而造成滲層太薄筆筆。只有根據(jù)具體情況,找準原因,問題才會得以解決。硬度和滲層不均勻裝爐方式不當,氣壓調(diào)節(jié)不當(如供氣量過大),溫度不均,小孔、窄縫未屏蔽造成局面過熱等均會造成硬度和滲層不均勻。變形超差變形是難以杜絕的,對易變形件,采取以下措施,有利干減小變形。氧化前應(yīng)進行穩(wěn)定化處理(處理次數(shù)可以是幾次)直至將氮化前的變形量控制在很小的范圍內(nèi)(一般不應(yīng)超過氮化后允許變形量的50%);氧化過程中的升、降溫速度應(yīng)緩慢;保溫階段盡量使工件各處的溫度均勻一致。對變形要求嚴格的工件,如果工藝許可,盡可能采用較低的氫化溫度。離子氮化爐陰極結(jié)構(gòu)的研試。廣東高速鋼離子氮化工藝原理
離子氮化處理超長超大復(fù)雜工件,易維護,特惠,高標準,脈沖技術(shù)同行更優(yōu)。中山模具表面離子氮化和氣體氮液的區(qū)別
離子氮化處理注意事項之裝爐,清洗工件同氣體氮化,但比較好擦干或晾干再裝入爐內(nèi),以節(jié)省打弧時間。工件應(yīng)均勻裝入爐內(nèi),工件之間,陰陽極之間必須間隔30mm以上,以免工件之間,兩極之間電流密度過大而致工件局部溫度過高。做好防滲,凡小于2mm的孔,縫隙必須屏蔽,試樣放置在能與工件溫度保持一致的位置上。在離子氮化中經(jīng)常發(fā)生兩種異常輝光發(fā)射,有場致發(fā)射和電子發(fā)射,場致發(fā)射即為工件或氣隙存在小孔或小縫隙,或因油質(zhì)溶化引起輝光集中,導(dǎo)致電流加大產(chǎn)生定點弧光,生成類似于電焊的效果,使工作無法進行。電子發(fā)射即為工件存在尖角或工件擺放不當,如兩件之間、陰陽極之間等距離太近,這些地方電流密度較大,當工作時如所給電流太大,則這些位置溫度迅速升高,電流密集于此處,也產(chǎn)生定點弧光,使工作無法進行。中山模具表面離子氮化和氣體氮液的區(qū)別