模具滲氮熱處理的離子滲氮方法
離子滲氮是輝光離子滲氮的簡稱,方法是將待處理的模具設(shè)計(jì)零件可以放在一個真空包裝容器中,充以一定社會壓力(66.6~1330Pa)的含氮?dú)怏w(如氮或氮、氫混合氣)然后以被處理進(jìn)行模具作陰極,以真空系統(tǒng)容器的罩壁作陽極,在陰、陽極材料之間發(fā)展加上400~800V的直流工作電壓,陰陽極間便產(chǎn)生輝光放電,容器里的氣體被電離,在空間環(huán)境產(chǎn)生需要大量的電子與離子。青島熱處理指材料在固態(tài)下,通過加熱、保溫和冷卻的手段,以獲得預(yù)期組織和性能的一種金屬熱加工工藝。在從石器時代進(jìn)展到銅器時代和鐵器時代的過程中,熱處理的作用逐漸為人們所認(rèn)識。在電場的作用下,正離子沖向陰極,以很高要求速度不斷轟擊模具結(jié)構(gòu)表面,將模具通過加熱。高能正離子沖入模具加工表面,獲得企業(yè)電子,變成氮原子被模具產(chǎn)品表面具有吸收,并向內(nèi)逐漸擴(kuò)散學(xué)生形成以及氮化層,離子氮化可提高我國模具耐磨性和疲勞影響強(qiáng)度。
離子滲氮是利用了輝光放電這一物理現(xiàn)象,并以此作為熱源加熱工件,由此特點(diǎn)使它具有以下優(yōu)點(diǎn):
1)氮化過程加快,氮化周期只有氣體氮化周期的1/2 ~ 1/3。
2)離子滲氮溫度比氣體滲氮低,可在350~500℃進(jìn)行。工件變形比氣體滲氮小,特別適合加工精密復(fù)雜零件。
3)由于滲氮時氣體稀薄,工藝設(shè)計(jì)過程進(jìn)行可控,與氣體滲氮相比,滲層的韌性和疲勞工作強(qiáng)度可以明顯地通過提高。
4)離子滲氮中發(fā)生離子進(jìn)行轟擊而產(chǎn)生的陰極濺射技術(shù)現(xiàn)象,可以通過清除細(xì)胞表面的鈍化膜,不銹鋼和耐熱鋼表面不經(jīng)分析處理方法可直接滲氮。
5)對材料適應(yīng)性強(qiáng),適用于各種鋼材、鑄鐵及有色金屬。
6)局部防滲簡單易行,只要采用機(jī)械屏蔽即可。
7)經(jīng)濟(jì)性好,熱利用率高,省電、省氨。
離子滲氮存在的問題:
1)工件溫度的均勻性與測溫的準(zhǔn)確性尚待提高。
深氮化(& GT。0.5 mm)的生產(chǎn)周期與氣體氮化的生產(chǎn)周期相近。
工作以及表面滲氮后能顯著地提高我國模具的力學(xué)系統(tǒng)性能。氮雖然是這樣一種可以作為一個保護(hù)性氣體的惰性氣體,但氮離子化后具有影響很大的活性,能夠通過參與細(xì)胞表面信息處理,形成高硬度和抗腐蝕的氮化物,如TiN、Ti2N、Cr2N、VN等。但在離子氮化前必須不斷進(jìn)行有效去除加工應(yīng)力的退火或回火處理,且不同的材料氮化效果也不同,對于我們必須氮化、不能氮化或兩者之間均可的部位要明確規(guī)定尺寸計(jì)算精度設(shè)計(jì)要求。
目前離子滲氮已廣泛應(yīng)用于熱鍛模具、冷擠壓模具、壓鑄模、塑料模具等,解決了硬度、韌性、熱疲勞和耐磨性之間的矛盾。