离子氮化技术的特点

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1、离子氮化技术的特点来源:   发布时间:2014-04-2115:06   39次浏览   大小:  16px  14px  12px离子渗氮最重要的特点之一是可以通过控制渗氮气氛的组成、气压、电参数、温度等因素来控制表面化合物层（俗称白亮层）的结构和扩散层组织，从而满足零件的服役条件和对性能的要求。离子渗氮最重要的特点之一是可以通过控制渗氮气氛的组成、气压、电参数、温度等因素来控制表面化合物层（俗称白亮层）的结构和扩散层组织，从而满足零件的服役条件和对性能的要求。 离子氮化技术的特点来源:   发布时间:2014-04-2115:06   39次浏览   大小:  16p

2、x  14px  12px离子渗氮最重要的特点之一是可以通过控制渗氮气氛的组成、气压、电参数、温度等因素来控制表面化合物层（俗称白亮层）的结构和扩散层组织，从而满足零件的服役条件和对性能的要求。离子渗氮最重要的特点之一是可以通过控制渗氮气氛的组成、气压、电参数、温度等因素来控制表面化合物层（俗称白亮层）的结构和扩散层组织，从而满足零件的服役条件和对性能的要求。 离子渗氮化合物层常遇到的氮化物相有两种：γ，-Fe4N相和ε-Fe2-3N相，离子氮碳共渗(俗称软氮化)还可能出现Fe3C相。γ，单相具有最小的脆性，但耐磨性较差，ε单相脆性也较小，并有较好的耐磨性和抗磨合性能。合金

3、结构钢离子渗氮时一般均得到双相（γ，+ε或ε+γ，）组织，脆性较单相大些，耐磨性较好；离子氮碳共渗得到ε+Fe3C(少量)组织，脆性并不增加，而有最好的耐磨性。 一、影响化合物层中ε和γ，相含量的因素 影响离子渗氮化合物层结构的因素很多，有渗氮气氛的影响，钢材成分和组织方面的影响，还有渗氮温度、时间、气压等工艺方面的影响因素。 （一）渗氮气氛的影响 离子渗氮气氛中氮和碳的含量是影响化合物层相结构的重要因素。 1）气氛含氮量对化合物层相结构的影响 随着气氛含氮量增加，化合物层中ε相含量增多，白亮层也随之增厚。如40Cr钢用氨气渗氮时，ε相含量相当多，改用分解氨后则大大减少。 

4、2）气氛中添加含碳气体将抑制γ，形成，而得到以ε相为主或ε单相结构的化合物层。 如气氛中加入丙烷（C3H8）后，化合物层中ε含量迅速增多，基本由ε单相组成。含碳量再增多则化合物层中开始出现Fe3C，含碳量继续增多，则Fe3C增多，ε减少直到完全消失。 离子渗氮需要严格控制气氛中含碳量，使之能得到ε单相或ε+少量Fe3C的双相组织。这样的组织其硬度和耐磨性均比单纯离子氮化有较大提高。如45钢在含80%N2的氮氢气氛中570℃渗氮3小时，表面硬度只有575-603HV0.5，加入丙烷气后，当含碳量达到临界值（不出现Fe3C的最大含碳量）时，ε相化合物层的硬度达730-781HV

5、0.5。 （二）钢材成分和组织的影响 随着钢中含碳量及合金元素增加，氮化层中ε相也随之增多。 基体组织硬度较高者，渗氮层表面硬度也较高，而且化合物层较厚，其中ε相也较多。 一般来说，调质组织渗氮化合物层中的ε相含量比正火组织少。 （三）渗氮保温时间的影响 40Cr钢化合物层厚度在渗氮初期增长较快，保温2-4小时后变化不大。而38CrMoAl钢化合物层厚度则随时间延长而增厚，保温24小时后，这种趋势仍然保持着。 一般合金结构钢在用分解氨渗氮时，随保温时间延长，ε相减少，γ，相增多，长时间保温后，化合物层基本由γ，相组成。 （四）渗氮温度的影响 40Cr钢渗氮时，从500℃升到

6、达560℃，化合物层中ε和γ，均增加，当升到580-600℃时，ε相突然减少，γ，相数量猛增，当温度升到620℃，γ，相数量急剧减少，升到650℃以上则化合物层分解。 （五）气压的影响 离子渗氮化合物层的厚度在某一最佳气压下出现最大值，氮化物ε相的含量和气压也有类似的关系。如40Cr钢在530℃渗氮，气压为400Pa时，化合物层中ε相含量最多，而在570℃渗氮，这一气压值为530Pa。 二、获得各种化合物层组织的工艺方法 （一）γ，单相化合物层的获得 γ，相在室温时它的含氮量为5.7-6.1%，相区狭窄，所以γ，单相化合物层比较薄，通常认为可达8um。碳在γ，相中的溶解度不

7、大，室温时最大溶碳能力为0.2%。由此可见，获得γ，相的条件是渗氮表面贫碳和氮含量偏低。所以降低气氛氮势，强化脱碳过程将有利于γ，的获得。 用以下方法之一，可以获得γ，单相化合物层： （1）降低气氛的含碳量 用含氮25%的氮氢混合气或者热分解氨不容易得到γ，单相化合物层，不论是38CrMoAl还是40Cr钢，甚至碳钢都程度不同地含有ε相，若进一步降低气氛含氮量到10%时，上述几种钢材都能得到γ，单相化合物层。 （2）降低炉气压力 低气压、高电压，强化溅射和脱碳作用，有利于化合物层中γ，的形成。40Cr钢和38CrM