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輝光離子氮化

輝光離子氮化工藝始于20世紀60年代末期,當時(shí)的西德和瑞士首先將此工藝用在槍炮內膛的氮化上,可提高壽命達三倍,后來(lái)美國及日本相繼將輝光離子加熱原理用于氮化、燒結、釬焊等方面。我國于20世紀60年代末開(kāi)始研究,用此技術(shù)來(lái)改善零件表面性能。
離子氮化與一般氣體氮化相比,具有如下特點(diǎn):

①離子氮化時(shí)間能縮短到氣體氮化的1/4一1/2。以38CrMoAIA鋼為例,一般要達到0.53mm--0.7mm,氮化層硬度HRN15≥92時(shí),氣體氮化持續時(shí)間需70h左右;而離子氮化只需15h-20h。又如4Cr14Ni14W2Mo鋼,要達到0.09mm-0.12mm, HRN15≥80時(shí),氣體氮化時(shí)間需47h,而離子氮化只需15h-20h。
②零件的氮化表面形成單相結合層,而其脆性均為一級,所以零件在使用及磨削加工時(shí),不會(huì )脆裂。因此,無(wú)需對已氮化表面為除脆性層而進(jìn)行磨削加工,縮短加工周期。
③離子氮化時(shí),只對要求氮化的表面進(jìn)行離子轟擊,故只有氮化表面加溫到氮化溫度,非氮化表面溫度較低,加之在氮化過(guò)程中,加溫、保溫、冷卻所用的時(shí)間短,因而有利于減少零件的變形。對于一些幾何形狀復雜、尺寸精度要求高的氮化零件,采用離子氮化更為優(yōu)越;谕辉,使離子氮化設備功率小,且氮化時(shí)間短,故總的電能消耗只有一般氣體氮化的1/5-1/20
④氣體氮化時(shí),加熱爐內氮氣壓力一定要大于105Pa;而離子氮化時(shí),真空室內氮氣壓力只要求260Pa-1300Pa,所耗氛氣僅為氣體氮化的1/5-1/20。
⑤離子氮化的加熱及冷卻時(shí)間約為一般氣體氮化的1/10。
⑥有些局部氮化零件,如曲軸后半部、連軸套、支撐圈、排氣門(mén)等,可以省去鍍錫、鍍鎳工序。
⑦可省去氮化前零件表面的繁雜清理工序。由于氮離子轟擊零件表面,它能還原高合金鋼表面的氧化膜,不需要在氮化前對氮化表面進(jìn)行噴砂、化學(xué)腐蝕,或在爐內撒放氯化銨。
⑧改善了勞動(dòng)條件,基本上沒(méi)有氨氣臭味。

離子氮化雖然有上述優(yōu)點(diǎn),但也有其不足之處,如:
①離子氮化所使用的設備,較一般氣體氮化的設備復雜些,操作不當時(shí)易損壞。
②離子氮化時(shí),每一種氮化零件均要配置專(zhuān)用夾具,裝爐量少。
③對操作人員要求具備真空、高電壓、輝光原理等方面的專(zhuān)業(yè)知識。
根據離子氮化特點(diǎn),可應用于各類(lèi)齒輪、槍炮管、活塞銷(xiāo)、氣門(mén)、曲軸、襯套、氣缸等氮化上。

 
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