离子渗氮法是在0.1~10Torr(1Torr=133.3Pa)的含氮气氛中,以炉体为阳极,被处理工件为阴极,在阴阳极间加上数百伏的直流电压,因为辉光放电现象便会产生像霓虹灯一样的柔光覆盖在被处理工件的外表。此时,已离子化了的气体成分被电场加快,碰击被处理工件外表而使其加热,同时依靠溅射及离子化效果等进行氮化处理。作为一种全新的氮化办法,现已被广泛使用于轿车、机床、航天、塑料机械、纺织机械、精密仪器、模具、量韧具等许多领域,并且其使用范围仍在日益扩展。现在,我国在离子氮化的某些理论和技术方面已处于国际领先水平。
与气体渗氮相比,离子渗氮具有许多长处,主要表现在:渗层安排易于控制、脆性小;氮化后工件变形小;节能、省气;无毒、无公害。
离子氮化的效果,主要取决于资料及资料的前期预先热处理,毛坯正火、调质处理、时效处理等热处理工序均是用以消除机加工产生的应力,氮化时减小工件变形。其次,离子氮化前工件的清洗工序很要害,清洗干净程度直接影响到打弧时刻的长短,如清洗不行全面,最终会造成氮化后工件外表被损害、烧熔、部分呈现软点等缺点。清洗时要留意工件上的小孔、盲孔、窄缝中的油污、铁屑、毛刺等,且清洗完毕后必须将工件吹干。
工件上的小通孔、深盲孔、凹槽和窄缝等部位,可能引起打弧和部分温度过高,一定要进行屏蔽处理(除非产品要求进行氮化处理)。在进行离子氮化时,对工件的非氮化外表的防护要求十分严格,工件上的螺纹孔、销孔一定要进行屏蔽防护。以往我们的屏蔽办法一般选用石棉绳堵孔或用黄胶泥堵孔,在离子氮化过程中,石棉绳和黄胶泥容易松动、干裂形成缝隙,导致呈现打死弧现象,使设备无法正常运转,更严重的会击伤工件,其屏蔽效果不是很理想。在气体氮化中,可选用涂防氮化涂料来对防氮化部位进行防护,但在离子氮化中,氮化炉视防氮化涂料为油污,在打弧过程中要被打掉,易呈现打死弧现象,致使设备无法正常运转。故在离子氮化中不能选用防氮化涂料来进行防护。
经过很长时刻的探索研讨,发现规划屏蔽工装如圆柱销或维护套等进行屏蔽防护效果很好。所制造的屏蔽工装,其外形几何尺寸要根据氮化工件的要求来定。圆柱销或维护套与工件之间的空隙大小直接影响到防护效果的好坏。图1为要进行离子氮化的工件。图示中标有虚线的部位要求屏蔽维护。为此,我们规划的屏蔽工装是一个圆柱销和一个维护套。
用工装进行屏蔽防护进行离子氮化,必须留意的是:
(1)圆柱销或维护套与工件之间的空隙确保在0.10~0.30mm。
(2)圆柱销或维护套的要害部位不允许有倒角,这样才干确保在进行离子氮化时不会呈现打死弧现象。
通过对工件非氮化外表屏蔽维护办法的改进,确保了进行离子氮化时氮化炉的正常运转,确保了离子氮化后工件外表无损害、无烧结、部分无软点等缺点,确保了后序机加工的正常进行,提高了出产功率。被废弃的边角资料被充分使用来做防氮化工装,并且工装能够重复使用,产生了一定的经济效益。