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滲氮氣氛對離子滲氮的影響及其選擇

時間:2021-05-25? 來源:青島豐東熱處理 ?作者:青島豐東熱處理 點擊:1349次
        我國生產上應用離子滲氮氣源是液氨。一般把液氨氣化后直接通入爐內。一部分是用熱分解氨。氨氣經過一個加熱到800-900℃的含鎳不銹鋼容器中,或在容器中還放有鎳基催化劑(采用鐵基催化劑,如A6加熱溫度只需600℃),在高溫和催化作用下,氨氣分解成比例為1:3的氮氫混合氣,再通入離子滲氮爐內。此外還有一些單位在氨氣的基礎上,加以少量酒精或丙酮進行離子氮碳共滲(軟氮化),在實驗室中還經常使用氮氣、氫氣、氬氣、丙烷和液化石油氣等作為氮、碳氣源和稀釋氣氛。
        1、氨氣,價格低廉,來源廣泛,但有很多缺點,如滲氮層脆性較大(和熱分解氨比)。氨在爐內的分解率隨進氣量溫度和起輝面積而變,氮勢不能控制,因此直接用氨氣進行離子滲氮或氮碳共滲,都無法控制滲氮層組織。氨氣在爐內各處的分解情況不同,靠近進氣口處分解率最低,進入抽氣口時分解率最高,因此爐內各處氣體的成分是不同的,從而對輝光放電特性產生影響,造成零件表面電流密度不均勻。結果使零件溫度不均勻。特別在井式爐或長管件內壁滲氮時這種影響更為嚴重。從真空泵排出的廢氣中,還含有相當數量未分解的氨氣,對環境也造成一些污染。
采用熱分解氨就能完全避免上述弊病.氨氣熱裂爐功率一般只需2-3KW,結構簡單,花費不多,值得在生產中推廣應用。
        國產液氨一般含水量較高,應經過干燥后使用??蛇x用干燥的紅磚碎塊、粉筆、硅膠或分子篩等作干燥劑。由于離子滲氮供氣流量很小,所以干燥劑使用期限比氣體滲氮長的多,可以定期取出干燥劑,經烘烤后再次使用或利用爐子的真空泵把干燥罐抽成負壓,進行真空脫水,使干燥劑再生。
氨氣減壓閥與市場上出售的液化石油氣減壓閥較實用,這種閥的價格便宜,密封性好,流量及穩壓效果都能滿足離子滲氮的要求。但是閥內如有銅件,則需將它們改為鋼件后使用,以以免銅件被氨腐蝕影響閥的性能。調節輸出壓力的彈簧需換成鋼絲直徑為2mm,尺寸大小相同的彈簧,可得到0-2kg/cm2的輸出壓力。
        2、氮氣和氫氣。離子滲氮時,氫作為稀釋氣體加入可調節滲氮氣氛的氮勢,能很容易的控制滲氮層的組織。氫氣還起還原零件表面氧化物的作用,以獲得所謂“活性”的表面,降低了對爐子漏氣率的要求。氮氣和氫氣對環境沒有污染。在離子滲氮的負壓狀態下,使用氫氣是安全的,沒有爆炸的危險。
        氮和氫的氣源一般采用純度為99.9%的工業純的高壓瓶裝氣。通過減壓閥減壓后即可應用。要求高時應先讓氣體通過硅膠或分子篩凈化器,除去其中殘存的水分后使用。有某些特殊要求時也采用氬,氪等氣體作為氮的稀釋氣體,氬氣加入有使輝光收縮的作用,容易使小孔內部滲氮,氪能強化陰極濺射,以抵消因氮的滲入而引起的體積膨脹。

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