基本介紹
- 中文名：離子滲氮
- 外文名：Ion nitriding
- 原理：利用輝光放電原理進行的
- 特點：滲氮速度快變形小易保護等
- 又稱：輝光滲氮
- 氣氛：低真空的含氮氣氛
過程,優點,缺點,發展前景,
過程
離子滲氮是在真空室內進行的，工件接高壓直流電源的負極，真空鐘單接正極。將真空室的真空度抽到66.67Pa後，充人少量氮氣或氫氣、氮氣的混合氣體。當電壓調整到400~800V時，氮即電離分解成氮離子、氫離子和電子，並在工件表面產生輝光放電現象。正離子受電場作用加速轟擊工件表面，使工件升溫到滲氮溫度。氮離子在鋼件表面獲得電子，還原成氮原子而滲人鋼件表面並向內部擴散，形成滲氮層。
優點
離子滲氮是在低真空含氮氣氛中，利用模具（陰極）和陽極之間產生的輝光放電進行滲氮的工藝，與氣體滲氮相比，有以下優點：
1)工作環境好。由於離子氮化法不是依靠化學反應作用，而是利用離子化了的含氮氣體進行氮化處理，所以工作環境十分清潔而無需防止公害的特別沒備。因而，離子氮化法也被稱作“綠色”氮化法。
2)滲入速度快。由於離子氮化法利用了離子化了的氣體的濺射作用，因而可顯著地縮短處理時間(離子滲氮的時間僅為普通氣體滲氮時間的1/3~1/5)。
3)能源消耗少。由於離子氮化法利用輝光放電直接對工件進行加熱。也無需特別的加熱和保溫設備，且可以獲得均勻的溫度分布，與間接加熱方式棚比加熱效率可提高2倍以上，達到節能效果，可大大降低處理成本。
4)零件變形小。
5)滲氮組織易於控制。通過調節氮、氧及其他（如碳、氧、硫等）氣氛的比例，可自由地凋節化合物層的棚組成，從而獲得預期的機械性能。
6)適應範圍廣泛。可用於不鏽鋼模具的滲氮，利用離子的轟擊作用，可以內動去除不鏽鋼、耐熱鋼模具表面的鈍化膜，可直接進行不鏽鋼模具的滲氮。
7)易於實現局部滲氮。
缺點
操作比氣體滲氮複雜，需要控制的廠藝參數多，測量溫度和控制溫度均勻比較難；裝爐有嚴格要求，裝爐不妥或形狀不同、大小不同的零件混裝爐容易出現滲層不均勻等疵病，造成廢品或返修；設備費剛貴，有時需要配置輔助陽極等。
發展前景
離子滲氮表面形成的滲氮層具有優異的力學性能，如高硬度、高耐磨性、良好的韌性和疲勞強度等，並使離子滲氮零件的使用壽命成倍地提高。此外，離子滲氮節約能源，滲氮氣體消耗少，操作環境無污染。其缺點是設備昂貴，工藝成本高，不宜於大批量生產。離子滲碳是將工件裝入溫度在900℃以上的真空爐內，在碳氫化合物的減壓氣氛中加熱，同時在工件( 陰極)和陽極之間施加高壓直流電，產生輝光放電現象，使活化的碳被離子化，在工件附近加速並轟擊工件表面進行滲碳的工藝。 離子滲碳從加熱、滲碳到淬火處理，都在同一裝置內進行。這種裝置是具有輝光放電機構的加熱滲碳室和油淬火室的雙室型熱處理爐。離子滲碳後工件的硬度、疲勞強度、耐磨性等力學性能比採用傳統滲碳方法所得力學性能都高，而且滲碳速度快，特別是對狹小縫隙和小孔能進行均勻的滲碳，滲碳層表面碳含量和滲層深度容易控制，工件不易氧化，表面潔淨，耗電量低，無污染。根據同樣的原理，離子轟擊熱處理還可以進行離子碳氮共滲、離子硫氮共滲、離子滲金屬等，所以在國內外具有很大的發展前途。
