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离子渗氮的工艺参数及影响因素

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-07-03 4:00:38 * 浏览: 17
离子氮化有许多工艺参数。除了常见的氮化温度和时间外,它还与炉气压力,气源,气压和流量,电压和电流以及泵送速率有关。 01,氮化温度和时间1)离子氮化的氮化温度与气体氮化基本相同,一般在500~540℃,不同材料的氮化硬度和温度之间存在最佳对应值,一般在450~540℃之间当温度高于590℃时,由于氮化物的积累,硬度显着降低。加热速率主要取决于工件表面上的电流密度,工件体积与产生辉光的表面积之比,工件的复杂性和散热条件。为了减少变形,加热速率不宜过快,一般为150~250℃/ h。保温温度应稳定,波动应小。保温温度的稳定性与炉压和电压密切相关。稳定炉子密度以稳定电流密度,从而提高保持温度的稳定性。通过稳定电压来稳定电流密度,从而提高保持温度的稳定性。 2)氮化保持时间取决于氮化部分的材料和氮化层的厚度和硬度要求,保持时间为几十分钟到几十小时。当氮化时间在20h内时,离子氮化速率明显大于气体氮化速率。当氮化时间超过20h时,两次氮化的速度接近。可以看出,当处理具有小于0.5mm的氮化层的工件时,离子氮化是最合适的。当氮化层的深度为0.2~0.5mm时,一般保持8~20h。 02,炉气压力炉气压是离子氮化的重要参数。安装炉子或工件后,气压应低于6.67Pa。如果未达到该值,则表示炉体漏气。泄漏空气中的氧气会在氮化过程中氧化金属表面,这将影响氮化的质量。如果在冷却过程中空气泄漏,工件将显示为氧化。 。炉气压力与供气流量和泵送速率有关。在恒压条件下,真空泵的泵送速率越大,气体的流速越大,氨气的消耗量越大。在离子氮化中,空气压力直接影响电流密度的大小。气压大且电流密度大,电流密度影响加热速率和保持温度。在实际操作中,空气压力应在133至1066 Pa之间,通常为266至800 Pa。炉气的压力对氮化层的组织有一定的影响。化合物层中ε相的含量在高压下增加,并且在低压下容易获得γ'相。当压力为40~2660Pa时,化合物层不易出现。空气压力也决定了辉光层的厚度。气体压力越大,dk越小,辉光层越薄,温升越有利。 03.电压离子渗氮所需的电压与炉气压力,电流密度,工件温度和阳极与阴极之间的距离等因素有关。当其他因素不变时,电压增加,电流密度增加,当气压上升时,电压下降。在实际操作中,通过调节电压和气压来控制电流,以达到加热和保温的目的。保温阶段的电压一般为500~700V。 04.电流密度电流密度直接影响供给工件的热量,主要根据氮化温度的要求选择。在加热阶段,需要更多的热量并且电流密度也很大,在保温阶段,需要更少的热量并且电流密度也很小。电流密度一般在0.5和0.5之间20mA / cm2,通常为0.5~3mA / cm2。 05.气源离子渗氮一般采用氨气作为气源,直接进入炉内进行氮化处理,操作简单,使用方便。氨也可以在660-670℃分解成氮和氢,然后引入氮化炉,氮和氢的混合气体也可以用作气源。与直接使用氨时相比,后两种来源提供更均匀的温度分布和氮化层。通过调节氮与氢的比例,还可以获得所需的氮化层结构和ε相层的厚度。氮与氢的体积比可以在1:9至9:1之间变化,并且氢的比例越大,氮化层中的ε相层越薄。