﹝一﹞離子滲氮工藝參數

　　1.滲氮溫度

　　滲氮溫度是重要的工藝參數，溫度的高低直接影響滲氮速度﹑硬度及滲氮層組織。

　　在一定滲氮溫度范圍內，溫度越高，氮原子遷移及擴散的能力越強，滲氮速度越快，滲氮層也就越厚。

　　不同材料滲氮溫度有一峰值，在此溫度下，滲氮層硬度高。

　　2.滲氮時間

　　滲氮層與滲氮時間呈拋物線關系。

　　3.氣體成分

　　生產上常用的離子滲氮氣體主要有氨氣﹝NH3﹞﹑N2+H2及熱分解氨。在離子滲氮氣體的基礎上加一定比例的含碳氣體﹝如酒精﹑丙酮的蒸發氣﹞，可進行離子NC共滲﹝離子軟氮化﹞。

　　4.氣壓

　　氣體壓力影響輝光放電特性，氣壓高，陰極位降區dk小，輝光層薄;氣壓低，陰極位降區dk大，輝光層厚。

　　一般離子滲氮氣壓在數百Pa。

　　對有孔﹑窄槽的工件，要注意調整氣壓，改變陰極放電長度d輝，避免出現空心陰極效應。

　　5.電參數

　　離子滲氮的電壓和電流密度主要取決于滲氮溫度的高低及氣壓等，一般在保溫階段電流密度為0.5-5mA/cm2,電壓600-700V。

　　﹝二﹞適于離子滲氮的材料

　　1.碳鋼

　　碳鋼的滲氮效果較差，滲層硬度低。所以，一般采用離子NC共滲﹝離子軟氮化﹞，提高表面硬度，滿足要求不高的表面耐磨零件﹝如汽車摩擦片﹞。

　　2.合金結構鋼

　　典型的滲氮合金結構鋼有38CrMoAl﹑42CrMo﹑40Cr﹑35CrMo﹑20CrMnTi﹑20Cr﹑50CrV﹑P20等材料,通過滲氮,得到高的表面硬度﹑耐磨性和抗疲勞性能。廣泛地應用于齒輪﹑軸套等機械零件及塑料模具。

　　合金結構鋼的預先熱處理一般為調質處理，滲氮溫度低于調質回火溫度，保證心部強度不會降低。

　　3.工模具鋼

　　熱作模具鋼3Cr2W8V﹑H13﹑8407等材料制做的熱作模具﹝如壓鑄模﹑擠壓模等﹞經過滲氮后，大大提高耐磨性﹑疲勞強度﹑抗蝕性及減小粘附能力。

　　高速鋼及Cr12MoV﹝高淬高回﹞等材料制做的刀具﹑冷作模具及工具，經過滲氮處理，可大大提高使用壽命。

　　4.鑄鐵

　　離子滲氮對于合金鑄鐵和球墨鑄鐵也有廣泛應用。內燃機曲軸﹑鋼套等零件離子滲氮后有良好的效果。

　　5. 不銹鋼

　　離子滲氮能夠大幅度提高Cr13型和1Cr18Ni9Ti等不銹鋼的硬度和耐磨性。

　　﹝三﹞離子滲氮工藝的幾個問題

　　1.滲氮工件的溫度測量

　　普通熱處理設備是利用電熱體發熱加熱工件，爐膛內溫度基本一致，測溫熱電偶的溫度也能代表工件溫度。離子滲氮工件是靠自身輝光放電加熱，而且由于工件帶陰極電位，熱電偶也不能與工件直接接觸，所以，測溫熱電偶的溫度與工件溫度往往不一致。爐內工件越少，熱電偶距離工件越遠，熱電偶的溫度與工件溫度相差越大。

　　實際工藝操作時，經常采取目測溫度﹑模擬測溫等方法，彌補測溫不準確的問題。

　　2.溫度均勻性

　　離子滲氮工件是靠自身輝光放電加熱，同一爐的不同工件，質量不同，表面積不同，受熱也不同。所以，工件溫度可能不均勻。

　　實際工藝操作時，同一爐工件相差不要太懸殊。要考慮工件的裝爐方式，質量大，表面積小的工件受熱條件差，溫度可能偏低，裝爐時，放在陰極盤的內圈或下部，必要時，加適當的輔助陰極。

　　3.帶有小孔、窄縫工件的處理

　　帶有小孔、窄縫的工件，容易產生空心陰極效應，導致局部電流密度過大，溫升過高而產生弧光放電，工藝不能進行。將小孔、窄縫屏蔽﹝堵或蓋﹞，如果不易屏蔽，則調整氣壓，來調整陰極放電長度d輝，避免產生空心陰極效應。

　　4.減小滲氮工件變形的措施

　　離子滲氮工件的變形很小，一般可以滿足工件的精度要求。對于精度要求很高的工件，可以采取以下措施，減小變形：

　　﹝1﹞緩慢升溫

　　﹝2﹞在精加工前，增加一道失效處理工藝，消除冷加工應力。

　　﹝四﹞常用鋼離子滲氮工藝