关于离子氮化.doc

《关于离子氮化.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、关于离子氮化一.离子氮化的基本工艺过程：1.阴极溅射原理：（1）.离子渗氮炉零件为阴极，炉壳为阳极，氨在一定真空度下（1.3*102—103Pa）和一定的极间电压作用下产生电离。在辉光放电的高压电场作用下，氨被电离成氮正离子.氢正离子及电子，正离子被电场加速轰击表面，一部分转变成热能加热零件，另一部分使离子直接渗入零件或产生阴极溅射。（2）.被轰击出来的铁原子和得到电子的氮原子化合成FeN并被吸附在零件表面，在高温和继续离子轰击作用下，FeN转变成低价的Fe2N Fe2-3N  Fe4N  α-Fe（N）等。氮化铁有什么性质？氮化表面的氮化物对材料性能有什么影响？还会生成其他的

2、一些氮化物吗？2.溅射：离子轰击产生表面原子溅射，并形成薄（0.05mm）的位错层，促进氮原子扩散，改变了氮原子在表面的吸收，离子溅射作用使工件表面得到净化。3.吸附：在分解成为含氮低的化合物同时，放出活性氮，一部分向零件内部扩散，形成氮化层，另一部分返回重新参加反应，并提高零件表面的氮势，被溅射的铁原子成为有力的“氮载体”.并吸附在零件表面。4.辉光层：炉气氛中的受激原子恢复基态或电子结合成中性的原子时，发出辉光，形成几毫米厚的辉光层包围零件，氢的辉光呈淡蓝色.氮呈紫色.氨呈紫蓝色。 二．离子渗氮的工艺操作及注意事项：  1.同炉处理的工件应为同种或表面积和质量之比接近的工件

3、。工件至阳极的距离应大致相等，并大于30mm。工件之间应有足够大的距离并要求均匀，在工件偏低位置放置辅助阴极或辅助阳极，安放试样时应考虑温度，尽量和工件一致。   2.工件上有1-4mm孔槽易引起打弧，D4-10mm的孔槽会造成温度不均匀，锈蚀工件清洗干净后方可入炉。   3.工件装炉后，密封炉盖和放气嘴，接通阴阳极导线。预热并校正真空计，氨气热分解炉应提前升温。    4.起动真空泵使炉子逐渐达到要求的真空度，并打开气阀充入少量的热分解氨气，使炉压在1.3—13.3Pa左右。    5.闭合高压开关，慢慢升高电压，使零件起辉。清理阶段开始，一般宜用低气压小电流，高档限流电阻，

4、清理阶段正常为扩散弧；但工件装卡不当，接触不良，小孔槽未屏蔽及表面大块状污，绝缘物引起局部电弧损伤工件。起辉后1~2h仍在打弧不减弱，说明不正常，应分析原因或停炉。  6、打散弧清理结束后，转入升温阶段，逐渐加大供NH3量，提高电流、电压加速升温。对精密件变形要求严格件，升温速度小于100℃/h。当温度到200~400℃时，孔洞和勾槽中的机油挥发也会引起打弧，弧点集中在孔槽周围，打弧断续相间，此时可适当减小电压、气压，使打弧电流减小。待油挥发干净后，打弧即会停止。7、如在某个部位集中打弧，无停止迹象，可调节气压，并判明不打弧的最高气压能否维持工件升温和保温的需要，如能维持保温，

5、可继持保温，可继续渗氮；如不能维持就停泵，打开炉膛，清除打弧源后，再重新抽真空升温。8、当炉壳温度升到35℃时，开始通冷却水，冷却水出口温度应低于55℃。9、升温时，应随温度升高，不断增加输入气体的流量或减少抽气率或加高气压，升温时间能常控制在0.5~3h，升温时的电流密度应控制在4~5mA/cm210、保温阶段，电流密度比升温时小，可以通过调节气压、电压、氨分解温度等使电流密度一定，工作温度稳定。这时应按工艺确定保温时间，温度在500~540℃，电流密度是升温时的2/3，气压在500~800Pa，辉光层厚2~5mm。11、保温结束后即可停电，关进气阀、蝶阀，停泵，关仪表，关氨

6、汽化炉。当炉壳温度低于25℃时，再关冷却水。12、工件在炉内自然冷却，为保证工件表面不产生氧化色，切断电源后，仍使炉内保持真空状态，并冷到150℃左右，开炉空冷。在非渗氮部位须涂油防锈。13、为提高设备利用率，也可通气冷却，或者用辉光冷却法，即在保温阶段结束前半小时内，用高电压、低气压和小电流使工件维持稀薄辉光。在停止加热后，继续通冷却水，并可通入大量氨气（使冷速加快）。14、对变形超差零件，应在低于渗氮温度下，部分或整体加热矫直。15、如零件表面有蓝色，紫色等氧化色，可重新抽气，再用小电流、低气压、高电压使零件表面产生阴极溅射，几十分钟后氧化色可消失。 三.离子渗氮前的准备工

7、作：1.   渗氮装置及附属设备：（1）.真空计.测温仪表.热电偶应定期校对。（2）.定期检查压升率。（3）.定期清洗真空泵，擦洗观察窗玻璃。（4）.水管.气管应畅通无泄漏。2.   气源：（1）.应该用液氨的热分解气或氮氢混合气作为气源，（2）.液氨.氮气和氢气必须经减压后使用，减压后压力应恒定，一般不超过20*104Pa。（3）.液氨须经过干燥后使用（用分子筛或硅胶吸水），氮氢气的纯度（体积分数）应大于99.8％。3.   工夹具及防渗：（1）.根据零件形状.尺寸.重量准备专用或通用夹具