離子滲氮的優點:與氣體滲氮相比,離子滲氮具有許多優點,主要表象在:1、滲速快等離子體不僅供氮化能力強,而且可使工件表面活化,產生加速吸收和擴散的缺陷,因而離子滲氮可以大大縮短滲氮時間,特別是淺層滲氮時更為突出。例如滲氮層深度在0.3~0.5mm時,離子滲氮的時間僅為普通氣體滲氮時間的1/3~1/5;2、滲層組織易于控制、脆性小氣體滲氮工件表面會出現20μm以上的化合物層,是由ε+γˊ兩相組成的不均勻混合物層,里層則為擴散層。因此,在化合物層內產生三向顯微應力,若在此應力方向上再略施加外力,就會產生微小裂紋。此裂紋逐漸擴展而使整個化合物層剝落。含鉻、鋁滲氮鋼的化合物層很脆,氣體滲氮后均要把它磨去后才能使用。離子滲氮可以通過控制氣氛中的氮和碳的含量比,或N2和H2的比例,可以獲得5~30μm厚的脆性較小的ε相單相層或0~8μm厚的γˊ相單相層,也可得到韌性更優的無化合物層而僅有擴散層的滲氮層。這樣可以不需要磨削直接裝機使用;3、工件變形小因離子滲氮滲速快,所以滲氮時間大大縮短,又由于離子滲氮可以在更低的溫度下進行(事實上350℃以上離子滲氮就有明顯的硬化效果),并且陰極濺射作用可以彌補部分由于滲氮而造成的尺寸膨脹,真空加熱、真空冷卻可以控制加熱速度,使之均勻,所以變形量比氣體滲氮要小;4、節能、省氣離子滲氮時,由于采用輝光放電加熱工件,電能利用率高(主要集中消耗在工件上),與其它滲氮法的外熱式裝置相比,耗電較少。此外,因離子滲氮速度快,周期短,則必然比普通氣體氮化能耗低。據統計,電能消耗僅為氣體滲氮的40%~70%。離子滲氮是在66.5~798Pa低氣壓下進行的,離子滲氮的氣壓只相當于普通氣體滲氮的百分之一以下,因此耗氣量極少,僅為氣體滲氮的百分之幾;5、無毒、無臭、無公害氣體滲氮,鹽浴滲氮均有污染問題。離子滲氮可以用N2+H2、分解氨,無污染問題。即使采用氨氣進行離子滲氮,由于壓力很低,使用量極少,也不會產生公害及爆炸問題。除上述優點之外,離子滲氮還具有滲層性能(耐磨性、耐蝕性等)優于氣體滲氮,設備維護費用低,使用壽命長,工作勞動強度小的特點。
離子滲氮的不足之處:1、離子滲氮設備相對比較復雜,一次性的設備投資通常比氣體滲氮高;2、先進的工藝裝備對勞動者的素質要求較高;3、準確測定零件溫度較困難;4、離子滲氮的溫度場是不均勻的溫度場,要使所裝各工件(尤其是混裝)溫度均勻一致較困難,需積累一定的經驗。
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