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離子滲氮設備
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模具的離子滲氮熱處理方法

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離子滲氮是輝光離子滲氮的簡(jiǎn)稱(chēng),方法是將待處理的模具零件放在真空容器中,充以一定壓力(66.6~1330Pa)的含氮氣體(如氮或氮、氫混合氣)然后以被處理模具作陰極,以真空容器的罩壁作陽(yáng)極,在陰、陽(yáng)極之間加上400~800V的直流電壓,陰陽(yáng)極間便產(chǎn)生輝光放電,容器里的氣體被電離,在空間產(chǎn)生大量的電子與離子。在電場(chǎng)的作用下,正離子沖向陰極,以很高速度轟擊模具表面,將模具加熱。高能正離子沖入模具表面,獲得電子,變成氮原子被模具表面吸收,并向內擴散形成氮化層,離子氮化可提高模具耐磨性和疲勞強度。

離子滲氮是利用了輝光放電這一物理現象,并以此作為熱源加熱工件,由此特點(diǎn)使它具有以下優(yōu)點(diǎn):

1)加速了滲氮過(guò)程,僅相當于氣體滲氮周期的1/2~1/3。

2)離子滲氮的溫度可比氣體滲氮低,可在350~500℃下進(jìn)行,工件變形比氣體滲氮小,所以,特別適應于處理精密、復雜零件。

3)由于滲氮時(shí)氣體稀薄,工藝過(guò)程可控,與氣體滲氮相比,滲層的韌性和疲勞強度明顯地提高。

4)離子滲氮中發(fā)生離子轟擊而產(chǎn)生的陰極濺射現象,可以清除表面的鈍化膜,不銹鋼和耐熱鋼表面不經(jīng)處理可直接滲氮。

5)對材料的適應性強,適用于各種鋼種、鑄鐵和非鐵金屬。

6)局部防滲簡(jiǎn)單易行,只要采取機械屏蔽即可。

7)經(jīng)濟性好,熱利用率高,省電、省氨。

離子滲氮存在的問(wèn)題:

1)工件溫度的均勻性與測溫的準確性尚待提高。

2)深層滲氮(>0.5mm)的生產(chǎn)周期與氣體滲氮接近。

工作表面滲氮后能顯著(zhù)地提高模具的力學(xué)性能。氮雖然是一種作為保護性氣體的惰性氣體,但氮離子化后具有很大的活性,能夠參與表面處理,形成高硬度和抗腐蝕的氮化物,如TiN、Ti2N、Cr2N、VN等。但在離子氮化前必須進(jìn)行去除加工應力的退火或回火處理,且不同的材料氮化效果也不同,對于必須氮化、不能氮化或兩者均可的部位要明確尺寸精度要求。

目前,離子滲氮已廣泛應用于熱鍛模、冷擠壓模、壓鑄模、塑料模等模具,很好地解決了硬度、韌性、熱疲勞性和耐磨性幾者之間的矛盾。

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