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        滲氮工藝

        日期:2025-03-19 15:12:51

        滲氮工藝是一種通過在含氮介質中加熱工件,使氮原子滲入表層的化學熱處理技術,旨在提升材料的表面性能。

        常見的滲氮方式有三種,分別是氣體滲氮、離子滲氮、氮碳共滲。

        一、氣體滲氮

        常用的氣體滲氮工藝有等溫滲氮、二段式滲氮和三段式滲氮三種方法。

        等溫滲氮:低溫(480~520℃)長時間保溫,適用于高精度零件,但周期長(約 80 小時)。

        多段滲氮:分段控溫,縮短周期至 50 小時,滲層較深但變形略大。

        抗蝕滲氮:高溫(550~700℃)短時間處理,形成化學穩定層,增強耐腐蝕性。

        正常的氣體滲氮工件,表面呈銀灰色。有時,由于氧化也可能呈藍色或黃色,但一般不影響使用。

        二、離子滲碳

              離子滲氮又稱輝光滲氮,是利用輝光放電電離含氮氣體,使得離子轟擊工件表面以加速氮擴散。

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        具體操作流程:

        把金屬工件作為陰極放入通有含氮介質的負壓容器中,通電后介質中的氮氫原子被電離,在陰陽極之間形成等離子區。

        在等離子區強電場作用下,氮和氫的正離子以高速向工件表面轟擊。由于離子的轟擊,工件表面產生原子濺射,因而得到凈化,同時由于吸附和擴散作用,氮遂滲入工件表面。

        離子滲氮的優點:

        ①可縮短滲氮周期;

        ②滲氮層脆性小;

        ③可節約能源氮和氫的消耗量;

        ④可實現局部滲氮;

        ⑤滲氮層厚度和組織可以控制;

        ⑥離子轟擊有凈化表面作用,能去除工件表面鈍化膜,可使不銹鋼、耐熱鋼工件直接滲氮。

        三、碳氮共滲

        低溫氮碳共滲又稱軟氮化,即在鐵-氮共析轉變溫度以下,使工件表面在主要滲入氮的同時也滲入碳。

        碳滲入后形成的微細碳化物能促進氮的擴散,加快高氮化合物的形成。這些高氮化合物反過來又能提高碳的溶解度。

        碳氮原子相互促進便加快了滲入速度。此外,碳在氮化物中還能降低脆性。氮碳共滲后得到的化合物層韌性好,硬度高,耐磨,耐蝕,抗咬合。

        氮碳共滲不僅能提高工件的疲勞壽命、耐磨性、抗腐蝕和抗咬合能力,而且使用設備簡單,投資少,易操作,時間短和工件畸變小,有時還能給工件以美觀的外表。

        四、滲碳與滲氮

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