鋼的離子氮化處理

1、材料基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)（二）鋼的離子氮化處理1三.實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理1.鋼的氮化處理【1~4】1鋼的氧化處理氮化處理是使氮元素滲入鋼材表面，硬化鋼件表面的方法。早在1923年即由德國(guó)克魯伯兵工廠的A.Fry博士發(fā)明了把含有鋁或鉻的合金鋼在無(wú)水氨氣中加熱至500~550℃之間保持20~100小時(shí)，可在鋼表面形成氮化層，使鋼表面硬化的氨氣氮化法。隨後，經(jīng)過(guò)不斷的改良與發(fā)展，目前已有處理時(shí)間較短、溫度較低和適用鋼種更廣泛的氮化法?，F(xiàn)在常用的方法有：氧化處

2、理是使氧元素參入鋼材表面﹐硬化鋼件表面的方法。早在1923年即由德國(guó)泊兵工廠的A.博士發(fā)明了把含的合金鋼在無(wú)水氨中加熱之使鋼表面的溫度表情廣之間保持20_100小時(shí)﹐可在鋼表嘛形成氧化層﹐使鋼表面硬化的氨畫法﹐隨后﹐經(jīng)過(guò)不斷的改良與發(fā)展﹐目前已有處理時(shí)間較短﹐溫度較抵河底用鋼種更慣犯的氧化載荷現(xiàn)在常用的方法有﹕（1）硬氮化法：氣體氮化法（氨氣氮化法），液體氮化法（2）硬氧化法﹕氧化化方法(氨氧艷化法)﹐液體氧化法（3）。（4）軟氮化法：

3、氣體軟氮化法（混合氣體、尿素法），（5）軟氧化法﹕氧體軟艷化法(混合氣體﹐了樣法)。液體軟氮化法（Tufftride法、Sulinuz法）。（6）離子氮化法及電漿氮化法等。（7）離子氧化法及電狡猾化法鄧。2.離子氮化法【2】2.離子氧化法由於早期應(yīng)用的氣體氮化法生產(chǎn)週期太長(zhǎng)，並在表面形成脆性薄層，容易在使用時(shí)剝落，能處理的鋼材有侷限性，使其應(yīng)用受到很大的限制。其後，工業(yè)上又發(fā)展了材料基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)（二）鋼的離子氮化處理3離子氮化法和其他氮化法

4、比較時(shí)，有下列的主要特徵：不排放廢氣或污水，不發(fā)生公害。（1）氮化時(shí)間短，又能做較低溫度的處理。(1)氧化時(shí)間短﹐又能做較低溫度的處理。（2）利用輝光放電加熱，無(wú)須外加的加熱裝置。(2)利用輝光放電加熱﹐無(wú)須外加的加熱裝置。（3）只有工件被加熱節(jié)省能源，不需設(shè)定昇溫時(shí)間，也不需保溫設(shè)備(3)利用工件倍加扔接生能源﹐不需流下渥升溫進(jìn)﹐也不需保溫社。（4）不要氮化的部位只要用軟鋼板覆蓋即可，不需鍍覆。（5）（6）容易控制表面化合層的氮化物組

5、織。（7）氮化所消耗的氣體少，較經(jīng)濟(jì)。（8）沒(méi)有火災(zāi)和爆炸的危險(xiǎn)。（9）可氮化不銹鋼和鈦等其他氮化法不易處理的材料。（10）為了確保輝光放電，工件的放置密度有限，難做大量的處理。3.鋼之離子氮化離子氮化向工件滲入的氮元素，不像氣體氮化是由氨氣分解而產(chǎn)生的活性氮原子，是被電場(chǎng)加速的電子碰撞含氮?dú)怏w的分子或原子而形成的離子，在工件表面富集形成的強(qiáng)活性氮原子。鋼離子氮化的機(jī)構(gòu)如圖3所示，爐內(nèi)電漿與工件產(chǎn)生如下的交互作用：（1）氣氛中的氮原子被

6、電離成氮離子與電子，此時(shí)，帶正電的氮離子向工件（負(fù)極）移動(dòng)而帶負(fù)電的電子向爐壁（正極）移動(dòng)。（2）向爐壁移動(dòng)的電子群會(huì)從電場(chǎng)中穫得足夠能量來(lái)與中性氣體原子碰撞，使氣體原子被離子化成離子和電子，或被激發(fā)而成激發(fā)原子。當(dāng)激發(fā)原子返回基態(tài)而釋出能量時(shí)，部份能量化為可見(jiàn)光覆蓋在負(fù)極（工件）表面，形成一層悅目的紫紅色輝光，如圖3（b）所示。（3）氮離子群移動(dòng)至離工件表面數(shù)mm處的陰極電位降區(qū)時(shí)（圖3（a）），由於電壓的急速下降所伴生的高電場(chǎng)強(qiáng)度所