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离子氮化的原理讲解

   离子渗氮作为强化金属表面的一种利用辉光放电现象,将含氮气体电离后产生的氮离子轰击零件表面加热并进行氮化,获得表面渗氮层的离子化学热处理工艺,广泛适用于铸铁、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。

  离子渗氮又称辉光渗氮,是利用辉光放电原理进行的。辉光放电是当气体越过电晕放电区后,若减小外电路电阻,或提高全电路电压,继续增加放电功率,放电电流将不断上升。同时辉光逐渐扩展到两电极之间的整个放电空间,发光也越来越明亮。当电子能f提高,也就是增强电场的操作参数,则能使电晕放电过渡到辉光放电。
  离子渗氮向工件表面渗入的氮原子,不是像一般气体那样由氨气分解而产生的,而是被电场加速的粒子碰撞含氮气体分子和原子而形成的离子在工件表面吸附、富集而形成的活性很高的氮原子。
  离子渗氮时,工件放在炉内的阴极盘上,接上电源抽真空,当炉内压力降到6Pa左右时,充入氨气,使炉内压保持在1.3×102—1.3×103Pa范围内。由于炉内压力低,随后又经过加热作用,进入炉内的氨气将发生分解:2NH3=N2+3H2炉内反应所得到的气体的体积分数为25%N2和75%H2的低压环境。
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