影响离子渗氮工艺的参数

1、离子渗氮的工艺参数较多，除了常见的渗氮温度与时间外，还 与炉气压力、气源、气体压力及流量、电压与电流、抽气速率等 因素有关。01、渗氮温度与时间1）离子渗氮的渗氮温度与气体渗氮基本相同，一般为500540 C，不同材料渗氮硬度与温度之间均有一最佳对应值 ， 一般在450540 C之间。当温度高于590 C时，会因氮化物的积 聚而使硬度明显下降。升温速度主要取决于工件表面的电流密度、工件体积与产生 辉光的表面积之比以及工件的复杂程度与散热条件等。为减少变形，升温速度不宜过快，一般为150250 C /h。保温温度要稳定， 波动要小。保温温度的稳定性与炉压及电压有密切的关系，通过稳定炉压来稳定电流

2、密度，进而提高保温温度的稳定性；通过稳定 电压来稳定电流密度，进而提高保温温度的稳定性。2）渗氮的保温时间取决于渗氮件的材料以及渗氮层的厚度与硬度要求，保温时间从几十分钟到几十小时。当渗氮时间在20h以内时，离子渗氮的速度明显大于气体渗氮，当渗氮时间在20h以 上时，两种渗氮的速度接近。可见,在处理渗氮层小于0、5mm的 工件时，用离子渗氮就是最合适的。当渗氮层深度为0、20、5mm 时，一般保温820h即可。02、炉气压力炉气压力就是离子渗氮的一个重要参数。 空炉或工件装炉后 气压应能达到6、67Pa以下。如果达不到此值，说明炉体有漏气 现象，漏入的空气中的氧在渗氮过程中会使金属表面氧化 ，

3、影响渗 氮质量;冷却时漏入空气，会使工件出现氧化色。炉气压力与供气流量与抽气速率有关。在气压一定的条件下真空泵的抽气速率越大，气体的流量就越大，氨气的消耗量也就越 大。在离子渗氮中，气压直接影响电流密度的大小。气压大 ，电流 密度大，而电流密度又影响升温速度与保温温度。在实际操作中 气压应在1331066Pa之间,一般为266800Pa。炉气压力对渗氮层的组织有一定影响。 高气压下化合物层中E 相含量增高，低气压易获得y相。气压在402660Pa时,不易出 现化合物层。气压还决定辉光层的厚度，气压越大,dk越小，辉光层越薄，越 有利于升温。03、电压离子渗氮所需的电压与炉气压力、电流密度、工件

4、温度及阴 阳极间的距离等因素有关。在其她因素一定时，电压升高，则电流密度增大；气压升高，则电压下降。在实际操作中，通过调节电压与 气压来控制电流的大小，达到升温与保温的目的，保温阶段的电压般为500700V04、电流密度电流密度直接影响供给工件的热量的多少，主要根据渗氮温度的要求来选择。在升温阶段，需要的热量多，电流密度也大；在保 温阶段，需要的热量较少，电流密度也较小。电流密度一般在0、520mA/cm 2 之间常用 0、53mA/cm 2。05、气源离子渗氮一般以氨气为气源，直接通入炉内进行渗氮，操作简 单，使用方便。也可将氨在660670 C下分解为氮气与氢气，再通 入渗氮炉内；还可以采用氮气与氢气的混合气体作为气源。后两 种气源可以获得比直接使用氨气时更为均匀的温度分布与渗氮 层。调整氮气与氢气的比例，还可获得所