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神龙汽车股份有限公司车用发动机齿轮氮化设备

多元离子渗的形成与发展　　1920年，德国人首先提出了在惰性气体中采用气体放电加热工件的概念　　1930年，德国的BernardBerghaus发明了离子氮化。离子氮化的出现开辟了离子轰击化学热处理的新领域。经过八十多年的发展，离子氮化的优点已被人们普遍认识和接受，并在工业生产得到了越来越广泛的应用。此后，相继发展了离子渗碳、离子碳氮共渗，离子渗硫、离子镀、离子渗金属等离子轰击化学热处理新工艺。其中离子渗硫、离子渗金属工艺为中国人发明。　　离子渗氮原理　　渗氮是把氮渗入钢件的表面，形成富氮硬化层的化学热处理过程。　　在工业生产中，常用的工艺方法有：盐浴渗氮、气体渗氮（上两种方法环境污染严重、效率低、工件变形大已淘汰或禁止使用）和离子渗氮。　　离子氮化（渗氮）是一种可以显着提高钢铁零件表面硬度、耐磨损、耐疲劳和耐腐蚀的化学热处理工艺。它具有渗速快，渗层性能好，工艺变形小以及耗气，耗电少等特点，是无污染，无公害的理想工艺，在国内外得到了广泛的重视。离子渗氮工艺应用范围在不断扩大，如机床和工具制造、机车车辆、模具、动力设备制造、钻探机械、枪炮、塑料机械、包装机械、轻工纺机械及不锈钢、钛合金零件等广泛使用了该技术，离子氮化设备在我国已成为热处理工部的常规设备。　　在真空炉体内，工件接阴极，炉体接阳极，在阴阳极间施加数百伏的直流或脉冲电压，产生辉光放电，使含氮的稀薄气体﹝如氨气﹞电离，形成等离子体。N+、H+离子在阴极位降区被加速，轰击阴极表面，使阴极表面活化，并发生一系列反应。首先，离子轰击动能转化为热能，加热工件。其次，离子轰击打出电子，产生二次电子发射，同时，由于阴极溅射作用，工件表面的C、O、Fe等原子被轰击出来，Fe与阴极附近的活性N原子﹝或N离子﹞结合形成FeN沉积在阴极表面，依次分解：FeN→Fe2N→Fe3N→Fe4N，并同时产生活性N原子，由于阴极由表及里的高N浓度差，活性N原子在一定温度下，向心部扩散形成渗氮层。　　离子渗氮工艺的特点　　(1)渗氮后的零件表面具有高的硬度、耐磨性、疲劳强度和低的缺口敏感性。　　(2)渗氮温度较低，一般在500-600℃，而且，渗氮层的高硬度可以由渗氮直接得到，不需要经过较高温度的加热和淬火。所以，离子渗氮工艺的变形是最小的，常常作为零件的最后一道工序。﹝3﹞渗氮层有较高的抗腐蚀性能。　　离子渗碳原理　　离子轰击不仅适用于低温，如离子氮化、离子软氮化、离子硫氮共渗等，而且应用于高温，如离子渗碳、离子碳氮共渗等。　　离子渗碳的简单原理　　离子渗碳与离子氮化比较，主要不同点在于通如炉内的气体介质。离子渗碳时不是通入N-H系气体，而是通入C-H系气体。　　离子渗碳是将工件装入真空炉内，在C-H系气体的减压气氛中加热，在工件（阴极）与阳极之间加直流脉冲高电压，使它引起辉光放电产生等离子体，活化的碳被离子化，利用工件（阴极）附近的急剧电压降使碳离子加速轰击工件表面而引起渗碳。由于辉光放电及离子轰击的作用，离子态的碳活性更高，且工件表层形成大量的微观缺陷，提高了渗碳速度。　　在真空条件下加热，工件的畸变量较小，因此，离子渗碳可在较高的温度下进行，以缩短渗碳周期。　　离子渗氮、离子渗碳、离子氮碳共渗：高品质的解决方案　　离子渗碳后的碳化物及硬度分布

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　　多元离子渗的形成与发展

　　1920年，德国人首先提出了在惰性气体中采用气体放电加热工件的概念

　　1930年，德国的Bernard Berghaus发明了离子氮化。离子氮化的出现开辟了离子轰击化学热处理的新领域。经过八十多年的发展，离子氮化的优点已被人们普遍认识和接受，并在工业生产得到了越来越广泛的应用。此后，相继发展了离子渗碳、离子碳氮共渗，离子渗硫、离子镀、离子渗金属等离子轰击化学热处理新工艺。其中离子渗硫、离子渗金属工艺为中国人发明。

　　离子渗氮原理

　　渗氮是把氮渗入钢件的表面，形成富氮硬化层的化学热处理过程。

　　在工业生产中，常用的工艺方法有：盐浴渗氮、气体渗氮（上两种方法环境污染严重、效率低、工件变形大已淘汰或禁止使用）和离子渗氮。

　　离子氮化（渗氮）是一种可以显着提高钢铁零件表面硬度、耐磨损、耐疲劳和耐腐蚀的化学热处理工艺。它具有渗速快，渗层性能好，工艺变形小以及耗气，耗电少等特点，是无污染，无公害的理想工艺，在国内外得到了广泛的重视。离子渗氮工艺应用范围在不断扩大，如机床和工具制造、机车车辆、模具、动力设备制造、钻探机械、枪炮、塑料机械、包装机械、轻工纺机械及不锈钢、钛合金零件等广泛使用了该技术，离子氮化设备在我国已成为热处理工部的常规设备。

　　在真空炉体内，工件接阴极，炉体接阳极，在阴阳极间施加数百伏的直流或脉冲电压，产生辉光放电，使含氮的稀薄气体﹝如氨气﹞电离，形成等离子体。N+、H+离子在阴极位降区被加速，轰击阴极表面，使阴极表面活化，并发生一系列反应。首先，离子轰击动能转化为热能，加热工件。其次，离子轰击打出电子，产生二次电子发射，同时，由于阴极溅射作用，工件表面的C、O、Fe等原子被轰击出来，Fe与阴极附近的活性N原子﹝或N离子﹞结合形成FeN沉积在阴极表面，依次分解：FeN→Fe2N→Fe3N→Fe4N，并同时产生活性N原子，由于阴极由表及里的高N浓度差，活性N原子在一定温度下，向心部扩散形成渗氮层。

　　离子渗氮工艺的特点

　　(1)渗氮后的零件表面具有高的硬度、耐磨性、疲劳强度和低的缺口敏感性。

　　(2)渗氮温度较低，一般在500-600℃，而且，渗氮层的高硬度可以由渗氮直接得到，不需要经过较高温度的加热和淬火。所以，离子渗氮工艺的变形是最小的，常常作为零件的最后一道工序。﹝3﹞渗氮层有较高的抗腐蚀性能。

　　离子渗碳原理

　　离子轰击不仅适用于低温，如离子氮化、离子软氮化、离子硫氮共渗等，而且应用于高温，如离子渗碳、离子碳氮共渗等。

　　离子渗碳的简单原理

　　离子渗碳与离子氮化比较，主要不同点在于通如炉内的气体介质。离子渗碳时不是通入N-H系气体，而是通入C-H系气体。

　　离子渗碳是将工件装入真空炉内，在C-H系气体的减压气氛中加热，在工件（阴极）与阳极之间加直流脉冲高电压，使它引起辉光放电产生等离子体，活化的碳被离子化，利用工件（阴极）附近的急剧电压降使碳离子加速轰击工件表面而引起渗碳。由于辉光放电及离子轰击的作用，离子态的碳活性更高，且工件表层形成大量的微观缺陷，提高了渗碳速度。

　　在真空条件下加热，工件的畸变量较小，因此，离子渗碳可在较高的温度下进行，以缩短渗碳周期。

　　离子渗氮、离子渗碳、离子氮碳共渗：高品质的解决方案