高频离子氮化设备

    此外离子氮化技术主要仪器就是离子氮化炉，通过离子渗氮可以使渗氮的周期缩短60%～70%，简化工序，零件变形小，产品质量好，节约能源，无污染，是近年来发展较快的热处理工艺。离子氮化设备由氮化炉、真空系统、供氮系统、电源及温度测控系统组成。氮化介质一般采用氨或氮氢混合气体。离子氮化操作要求严格，否则易导致溢度不均匀和弧光放电。离子氮化开始于30年代，到50年代用于炮管内膛氮化。60年代推广使用于结构钢、工模具钢、球墨铸铁、合金铸铁、不锈钢和耐热钢等。可离子氮化的零件有轧辊、锻模、冲模、铣刀、塑料成形机螺杆、柴油机缸套等。当代离子氮化技术中，单热源的离子氮化是老的产品，已无法满足产品要求炉温的均匀性和稳定性，必须要具有双热源的离子氮化设备才能满足炉温±5度且可以随意控温，目前已广泛应用于航空航天等重点领域。 离子氮化是怎样进行的？高频离子氮化设备

离子渗氮质量的三层理念：化合物层：在渗氮过程中利用化合物层的形成可加速扩散层的形成。渗氮后形成渗氮层表面的化合物层是脆性相，合理地控制化合物厚度和相结构，可以有效地提高渗氮表面耐磨性和耐蚀性，并可有效地减少化合物层脆性，适应不同零件的各种表面性能要求，提高渗氮件的强韧性和抗疲劳性；扩散层：选择合适材料和工艺可以得到无脉状组织的质优强韧化扩散层，渗氮层强化主要作用是扩散层，高度强化的扩散层表现为良好的硬度梯度和较好的表面应力状态。扩散层深度是强化的另一重要指标，重载负荷下的渗氮扩散层应加厚，但是增加扩散层深度，会增大渗氮工件变形量。；基体：渗氮基体组织及其均匀性是影响渗氮氮原子扩散和形成弥散强化相与良好扩散层的关键之一，常用调质钢基体合金元素的均匀分布，金相组织无偏析是形成质优扩散层的重要条件。基体强化不脆化是提高渗氮件承载能力基础，基体的组织和应力状态影响渗氮件整体性能。高频离子氮化设备离子氮化操作说明图文。

    离子氮化脉冲电源的优点还有处理质量好、变形小，利于提高层深，由于脉冲电源对弧光发电的抑制作用，弧光在零件表面作用的时间极短，可获得高质量的表面，绝无灼伤。并且提高了工件温度的均匀性，零件变形小。由于其改善了工艺条件，在相同的时间内或者不利于氮化的条件下，能提高层深。能提高设备的利用率，在直流电源的条件下，由于工艺参数和物理参数的相互影响，在保温时电压的调节范围通常在650V左右，而采用脉冲电源，电压调节范围将提高，例如在处理狭缝时可将电压提高到900V，增加了电源的有效输出。有利于深孔、窄缝、微孔的渗氮，由于脉冲电源对空心阴极效应的抑制作用，可在深孔、窄缝、微孔内实现氮化。例如可在型腔≥Ф4×80（Ф32×1030）的深孔内实现氮化。节能，由于脉冲电源可有效地抑制空心阴极效应的产生，避免小孔、窄缝处打死弧，取消了堵孔等工序，省去了不必要的辅助工时，缩短了工艺周期，节省了大量的人力物力，提高了设备的综合使用效率。此外脉冲电源中限流电阻的减小，也可节省部分能量，因此脉冲电源较直流电源更加节能。

    离子氮化在以含氮气体的低真空炉体内的条件下，气源通常采用纯氨，也可采用分解氨。把金属工件作为阴极炉体为阳极，在阴极(工件)与阳极(炉体)之间加上高压(300～900V)直流电源后，稀薄气体被电离并产生辉光放电，形成氮、氢阳离子，在阴阳极之间形成等离子区。在等离子区强电场作用下，氮和氢的正离子以高速向工件表面轰击。离子的高动能转变为热能，加热工件表面至所需温度。氮、氢等正离子在电场的加速下轰击零件表面，产生很大热量以加热零件，同时使部分铁原子溅射出来与氮结合生成FeN由于离子的轰击，工件表面产生原子溅射，因而得到净化，同时由于吸附和扩散作用，继而分解出活性氮原子向工件内部扩散而形成氮化层。其在工件表面形成渗氮层，主要有能量转换、阴极溅射、凝附等具体过程的发生。 离子氮化与QPQ工艺的比较。

离子氮化是由德国人B.Berghaus于1932年发明的。该法是在0.1～10Torr（Torr=133.3Pa）的含氮气氛中，以炉体为阳极，被处理工件为阴极，在阴阳极间加上数百伏的直流电压，由于辉光放电现象便会产生象霓红灯一样的柔光覆盖在被处理工件的表面。此时，已离子化了的气体成分被电场加速，撞击被处理工件表面而使其加热。同时依靠溅射及离子化作用等进行氮化处理。离子氮化法与以往的靠分解氨气或使用物来进行氮化的方法截然不同，作为一种全新的氮化方法，现已被广泛应用于汽车、机械、精密仪器、挤压成型机、模具等许多领域，而且其应用范围仍在日益扩大。常用材料离子氮化后的表面硬度与氮化层深度。惠州不锈钢离子氮化厚度

合金元素对离子氮化渗氮层硬度、深度的影响。高频离子氮化设备

    离子渗氮作为强化金属表面的一种化学热处理方法，适用于铸铁、碳钢、合金钢、不锈钢及钛合金等。零件经离子渗氮处理后，可显著提高材料表面的硬度，使其具有高的耐磨性、疲劳强度，抗蚀能力及抗烧伤性等。离子氮化法的优点：由于离子氮化法不是依靠化学反应作用，而是利用离子化了的含氮气体进行氮化处理，所以工作环境十分清洁而无须防止公害的特别设备。由于离子氮化法利用了离子化了的气体溅射作用，因而与以往的氮化处理相比可凸显的缩短处理时间（离子氮化的时间只为普通气体渗氮时间的1/3~1/5）。由于离子氮化法利用辉光放电直接进行加热，也无需特别的加热和保温设备，且可以获得均匀的温度分布，与间接加热方式相比加热效率可提高2倍以上，达到节能效果（能源消耗只为气体渗氮的40%~70%）。由于离子氮化实在真空中进行，因而可获得无氧化的加工表面也不损害被处理工件的表面光洁度。而且由于是在低温下进行处理，被处理工件的变形量极小，处理后无需再进行加工，极适合于成品的处理。 高频离子氮化设备

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