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离子氮化是什么原理?

信息来源:http://www.whadd.com/ 作者:离子氮化炉公司 发布时间:2021-12-24 09:53

离子氮化是为了提高工件表面耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温等性能,利用等离子辉光放电在离子氮化设备内制备氮化层的一种工艺方法。


离子氮化分三个阶段,一阶段活性氮原子产生,二阶段活性氮原子从介质中迁移到工件表面,三阶段氮原子从工件表面转移到芯部。其中一阶段电离和第三阶段扩散机制比较清楚,二阶段活性氮原子如何从介质中迁移到工件表面的机理尚存争议,普遍认可的是“溅射-沉积”理论。具体原理为:高能离子轰击工件表面,铁原子脱离基体飞溅出来和空间中的活性氮原子反应形成渗氮铁,渗氮铁分子凝聚后再沉积到工件表面。渗氮铁在一定的渗氮温度下分解成含氮量更低的氮铁化合物,释放出氮原子,渗氮铁不断形成为一定厚度的渗氮层。

离子氮化工艺技术的优点


(1)工件涂层可根据预期性能要求通过调节氮、氢及其他(如碳、氧、硫等)气氛的比例调整实现相组成调节。


(2)制备涂层时间是普通渗氮的三分之一到五分之一,效率高。


(3)制备过程十分清洁而无需防止公害,无需额外加热和检测设备,能够获得均匀的温度分布,能源消耗是气体渗氮的40~70%,节能环保;耗气量非常少(仅为气体渗氮的百分之几),可大大减少离子氮化的常见缺陷;适用的材质和温度范围广泛。


(4)工件制备完涂层后可获得无氧化的加工表面,表面光洁度高,变形量小。


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