離子氮化的特色

離子氮化軟氮化的學(xué)名是“氮碳共滲”。是低溫氮碳共滲，以滲氮為主。同時鋼的氮原子滲入，少量碳原子滲入。與一般氣體滲氮相比，滲氮層的硬度和脆性較低，故稱為軟滲氮。離子氮化作為一種工件表層熱處理技術(shù)，可以提高工件的耐磨性、抗疲勞性、耐腐蝕性和耐高溫性，在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。但由于工藝不準(zhǔn)確或操作不當(dāng)，往往會造成滲氮硬度低、硬度不均、表層氧化變色等缺點(diǎn)，影響工件的使用年限。因此，分析原因，探討方法，調(diào)整流程就顯得非常重要。離子滲氮是指將工件放入滲氮爐中，預(yù)先將爐內(nèi)抽真空至10-2 ~ 10-3乇(㎜ Hg)，通入N2氣體或N2+H2的混合氣體，調(diào)至1 ~ 10乇，將爐與陽極相連，工件與陰極相連，在兩極間施加幾百伏的DC電壓。這時，爐內(nèi)的N2氣體會發(fā)光并放電成正離子，向工作面移動。離子氮化由于氮離子的影響，鐵等元素。C.O .被沖出工件表層，飛濺出來與氮離子結(jié)合形成FeN，從而氮化鐵逐漸吸附在工件上，產(chǎn)生氮化?；旧隙际怯玫?dú)?，但如果加入一種烴類氣體，可以用離子軟氮化處理，但一般稱為離子氮化。工件表層的氮濃度可以通過改變爐內(nèi)充入的混合氣體(N2+H2)的分壓比來調(diào)節(jié)。離子氮化純離子滲氮時，工作表層單相R′(Fe4N)結(jié)構(gòu)的N含量為5.7 ~ 6.1% wt，厚層在10μm m以內(nèi)，這種化合物層堅(jiān)固不多孔，不易脫落。由于氮化鐵不斷被工件吸收并向內(nèi)部擴(kuò)散，從表層到內(nèi)部的顯微組織為FeN → Fe2N → Fe3N→ Fe4N，單相ε(Fe3N)含N量為5.7 ~ 11.0%(重量)，單相ξ(Fe2N)含N量為11.0 ~ 11.35%(重量)的化合物層和擴(kuò)散層，其中R相首先由離子氮化生成，加入碳化氫體系后轉(zhuǎn)變?yōu)棣畔啵?由于擴(kuò)散層的增加，疲勞強(qiáng)度有很大的提高，而ε相的耐蝕性最好。

離子氮化處理的程度可以從350℃開始。因?yàn)榭紤]到材料及其相關(guān)的機(jī)械性能，處理時間可以從幾分鐘到很長時間，所以這種方法不同于以前通過熱分解的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行滲氮的處理方法。由于離子能量高，不銹鋼、鈦、鈷等過去被認(rèn)為難以處理的材料可以簡單地進(jìn)行優(yōu)異的表層硬化處理。