01 滲氮溫度和時(shí)間
1)離子滲氮的滲氮溫度和氣體滲氮基本相同，一般為500~540℃，不同材料滲氮硬度與溫度之間均有一最佳對(duì)應(yīng)值，一般在450~ 540℃之間。當(dāng)溫度高于590℃時(shí)，會(huì)因氮化物的積聚而使硬度明顯下降。
升溫速度主要取決于工件表面的電流密度、工件體積與產(chǎn)生輝光的表面積之比以及工件的復(fù)雜程度與散熱條件等。為減少變形，升溫速度不宜過快，一般為150~250℃/h。保溫溫度要穩(wěn)定，波動(dòng)要小。保溫溫度的穩(wěn)定性與爐壓及電壓有密切的關(guān)系，通過穩(wěn)定爐壓來穩(wěn)定電流密度，進(jìn)而提高保溫溫度的穩(wěn)定性；通過穩(wěn)定電壓來穩(wěn)定電流密度，進(jìn)而提高保溫溫度的穩(wěn)定性。
2)滲氮的保溫時(shí)間取決于滲氮件的材料以及滲氮層的厚度和硬度要求，保溫時(shí)間從幾十分鐘到幾十小時(shí)。當(dāng)滲氮時(shí)間在20h以內(nèi)時(shí)，離子滲氮的速度明顯大于氣體滲氮，當(dāng)滲氮時(shí)間在20h以上時(shí)，兩種滲氮的速度接近。可見，在處理滲氮層小于0.5mm的工件時(shí)，用離子滲氮是最合適的。當(dāng)滲氮層深度為0.2~0. 5mm時(shí)，一般保溫8～20h即可。
02 爐氣壓力
爐氣壓力是離子滲氮的一個(gè)重要參數(shù)。空爐或工件裝爐后，氣壓應(yīng)能達(dá)到6. 67Pa以下。如果達(dá)不到此值，說明爐體有漏氣現(xiàn)象，漏入的空氣中的氧在滲氮過程中會(huì)使金屬表面氧化，影響滲氮質(zhì)量；冷卻時(shí)漏入空氣，會(huì)使工件出現(xiàn)氧化色。
爐氣壓力與供氣流量和抽氣速率有關(guān)。在氣壓一定的條件下，真空泵的抽氣速率越大，氣體的流量就越大，氨氣的消耗量也就越大。在離子滲氮中，氣壓直接影響電流密度的大小。氣壓大，電流密度大，而電流密度又影響升溫速度和保溫溫度。在實(shí)際操作中，氣壓應(yīng)在133～1066Pa之間，一般為266~ 800Pa。
爐氣壓力對(duì)滲氮層的組織有一定影響。高氣壓下化合物層中ε相含量增高，低氣壓易獲得γ′相。氣壓在40~2660Pa時(shí)，不易出現(xiàn)化合物層。
氣壓還決定輝光層的厚度，氣壓越大，dk越小，輝光層越薄，越有利于升溫。
03 電壓
離子滲氮所需的電壓與爐氣壓力、電流密度、工件溫度及陰陽(yáng)極間的距離等因素有關(guān)。在其他因素一定時(shí)，電壓升高，則電流密度增大；氣壓升高，則電壓下降。在實(shí)際操作中，通過調(diào)節(jié)電壓和氣壓來控制電流的大小，達(dá)到升溫和保溫的目的，保溫階段的電壓一般為500~700V。
04 電流密度
電流密度直接影響供給工件的熱量的多少，主要根據(jù)滲氮溫度的要求來選擇。在升溫階段，需要的熱量多，電流密度也大；在保溫階段，需要的熱量較少，電流密度也較小。電流密度一般在0.5~20mA/cm2之間，常用0.5~3mA/cm2。
05 氣源
離子滲氮一般以氨氣為氣源，直接通入爐內(nèi)進(jìn)行滲氮，操作簡(jiǎn)單，使用方便。也可將氨在660~670℃下分解為氮?dú)夂蜌錃猓偻ㄈ霛B氮爐內(nèi)；還可以采用氮?dú)夂蜌錃獾幕旌蠚怏w作為氣源。后兩種氣源可以獲得比直接使用氨氣時(shí)更為均勻的溫度分布和滲氮層。調(diào)整氮?dú)夂蜌錃獾谋壤€可獲得所希望的滲氮層結(jié)構(gòu)和ε相層的厚度。氮?dú)夂蜌錃獾捏w積比可在1：9～9：1之間變化，氫氣所占的比例越大，則滲氮層中的ε相層越薄。
來源：青島豐東
| |
|
? 請(qǐng)關(guān)注 微信公眾號(hào): steeltuber. 轉(zhuǎn)載請(qǐng)保留鏈接: http://www.senlake.cn/Steel-Knowledge/How-to-formulate-ion-nitriding-process-specification.html
|