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离子渗碳工艺


在国内,离子渗碳工艺已成功应用于汽车、航空、核工业等的模具中。离子渗碳的技术关键是渗层质量控制及设备设计。离子渗碳时,可通过调节碳通量和渗碳时间来控制模具工件表面的预定碳含量。碳通量是气体成分、气压、气体流量、东莞电脑锣加工|东莞机械零件加工厂|东莞模具加工厂|深圳电脑锣加工离子电流密度和渗碳温度的函数。在工业生产中,离子渗碳时,可利用碳的扩散和传输数学模型,通过电流密度传感器由微机进行全过程的工艺控制,从而获得预定的表面碳含量、碳分布和渗层深度。但离子渗碳工艺温度高(850~980℃),要求电源功率大,易发生辉光放电转变为弧光放电的现象,使工艺不稳定,设备较复杂。目前,工业模具上普遍采用的气体渗碳和真空渗碳工艺成熟,质量稳定,能较好地满足工业模具的需要。与传统的渗碳相比,离子渗碳具有以下优点:渗碳效率高,表面质量好,渗层分布均匀,变形小,环境污染小,过程易实现自动化控制,深孔盲孔也能处理等。在模具行业中,东莞电脑锣加工|东莞机械零件加工厂|东莞模具加工厂|深圳电脑锣加工离子渗碳技术在冲模和塑料模中应用较多。目前,在表面硬化中,有80%以上是渗碳处理。因此,离子渗碳有着广阔的发展前景。

    1.2离子渗氮  

    离子渗氮是目前工业上应用最广、最成熟的离子热处理工艺[1-3]。该工艺易通过调整工艺参数(如电压、电流、炉内气体压强、温度、时间和工作气体成分等)获得纯扩散层、单相、化合物层等。离子渗氮的技术关键是如何根据其特点,结合相关模具服役条件,合理选择工艺参数,继而获得所需的最佳渗层。  

    1.3离子碳-氮共渗  

    离子渗碳氮技术是依靠炉气活性组分C3H8和NH3在钢表面分解,析出的活性原子C和N被表面吸收并向基体内部扩散而实现的[2,4],它又称离子软氮化,是从盐浴和气软氮化发展而来的。离子渗碳氮的操作方法与离子渗氮基本相同,但工作气体成分不同,其冷却方式除在真空条件下缓慢冷却外,还可进行油淬或高压气淬。离子碳一氮共渗时间短,效益高,东莞电脑锣加工|东莞机械零件加工厂|东莞模具加工厂|深圳电脑锣加工可获得较厚的化合物层,具有优良的耐磨、抗胶合和抗疲劳性能。与传统工艺相比,应用于模具的离子碳一氮共渗技术不仅具有渗层质量好、相组成容易控制的优点,而且高效、洁净、节能。该工艺具有较强的市场竞争力。 

1.4离子渗硼   

    渗硼是一种很有效的表面硬化工艺。金属零件渗硼后,表面形成的硼化物及碳化硼等化合物的硬度极高,渗硼钢在硬度、耐磨性、耐热性、耐蚀性上均比渗碳或渗氮钢高[1,4]。因此,在模具表面强化中,渗硼起着重要的作用。渗硼的方法很多,常规方法有气体、液体、固体和电解渗硼等。离子渗硼有渗层物均匀、渗速快、渗后工件无需清理等优点,是很有发展前途的工艺。  

    1.5离子渗金属  

    模具表面渗金属是指在一定的温度和真空度条件下,还原出的活性金属原子或电离、溅射出的金属原子扩散进入模具钢基体表层形成合金渗层,东莞电脑锣加工|东莞机械零件加工厂|东莞模具加工厂|深圳电脑锣加工从而改变表层化学成分、组织和性能的方法。模具表面渗金属技术属于钢的化学热处理范畴,实质上是通过高温扩散,使铬、钒、钛、钨、钼、铌、钴、镍、铝等活性原子在模具表面形成固溶体或碳化物渗层组织,其硬度高、耐磨性好,并具有较好的抗氧化和耐腐蚀性,大大提高了模具的表面性能及使用寿命。

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