离子渗氮炉工艺参数技术分享

2023-08-18 理论教育版权反馈

【摘要】：辉光电压离子渗氮所需电压与电流密度、炉内气压、工件表面的温度、阴阳两极间的距离等诸多因素有关。渗氮温度和保温时间渗氮温度和保温时间是离子渗氮的重要工艺参数，对渗氮层的质量影响很大。根据钢种的不同，离子渗氮温度通常在450～650℃范围内选择，但要低于钢调质时的回火温度30～50℃。

（1)真空度空气在渗氮过程中会使金属表面氧化，影响渗氮质量，故真空度一般抽至（1～5)×1.33Pa才能送电起辉。

（2)气体成分一般采用氨气，也可用氮和氢的混合气体。改变氮和氢的比例，可使渗氮层的结构和ε相层的厚度发生变化，氢气所占的比例越大，则渗氮层中ε相层越薄。

（3)气体压力、气体流量与真空泵的抽气率它们为相互关联的三个参数，在气压一定的条件下，真空泵的抽气率越大，氨气的消耗量越大。气压对电流密度有直接的影响，气压增大电流密度加大，同时又影响到升温速度和保温温度。气压在（1～10)×133Pa范围内时，对渗氮层的质量基本无影响。

（4)电流密度根据渗氮温度的要求来选择电流密度，通常遵循下列原则:升温阶段，电流密度需要大一些，加快升温速度；在保温阶段，能量消耗低，电流密度可以小一些。电流密度在0.5～20mA/cm²变化对渗氮层的质量没有明显影响，常用0.5～15mA/cm²。

（5)阴、阳两极之间的距离两极间的距离大于辉光厚度就可以维持辉光放电，两极间的距离以30～70mm为宜。

（6)辉光电压离子渗氮所需电压与电流密度、炉内气压、工件表面的温度、阴阳两极间的距离等诸多因素有关。一般通过调节电压和气压来达到一定的温度，在上述参数保持不变的前提下，气压增大，则电压下降；而电压升高，会造成电流密度增大。一般保温阶段常用的电压为500～700V，其表面功率密度为0.2～0.5W/cm²。

（7)渗氮温度和保温时间渗氮温度和保温时间是离子渗氮的重要工艺参数，对渗氮层的质量影响很大。450℃离子渗氮后表面硬度很高，形成了弥散度很大、与基体相共格的合金渗氮物，在不形成化合物层的条件下，改变渗氮炉内的氮、氢比例，可调整渗氮层硬度。根据钢种的不同，离子渗氮温度通常在450～650℃范围内选择，但要低于钢调质时的回火温度30～50℃。渗氮层厚度为0.2～0.6mm时，渗氮时间为8～30h。

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