真空脉冲渗氮原理

真空脉冲渗氮原理

      真空脉冲渗氮向真空炉中通入氨气,即工件装入真空炉后开始启动机械泵抽气,当真空度达到设定值(多为1.33Pa),通电升温,同时继续抽真空,保持炉内的真空度,炉温达到要求的渗氮温度后,保温一定的时间,其目的净化工件表面和对工件进行透烧加热,然后停止抽真空,向炉内通入干燥的氨气,使炉压升高至一定值(5070Pa),保持一定时间,之后再抽真空并保持一定时间,再通入氨气,如此反复进行多次,直到渗层达到要求为止,在整个渗氮过程中炉温保持不变。渗氮层的最表面是由E相和y相组成的化合层,次外层的扩散层由y'相和a-Fe组成。

      气体渗氮是一种常用的钢铁表面硬化热处理技术,常规的气体渗氮处理技术存在着生产周期长、效率低等缺点。近年来发展起来的真空脉冲渗氮具有渗氮处理周期短、渗氮效果好等特点,真空脉冲渗氮设备由炉体、控制系统、配气系统、真空压力系统等部分组成。真空脉冲渗氮时,将真空炉排气至较高真空度(1×10-1Pa),然后将真空炉内工件升至530~560℃,同时送入以氨气为主的,含有活性物质的多种复合气体,并对各种气体的送入量进行精确控制,炉压控制在665Pa,保温3~5h后实施炉内惰性气体的快速冷却。根据不同的材质,经此处理后可得到硬度为600~1500HV的硬化层。也可以通过改变炉压的情况下来获得不同硬化层,这种方法称为真空脉冲渗氮。

常用的真空渗氮设备(离子化学热处理)见图2-21

真空渗氮采用脉冲式供氨,这使工件上的盲孔及压紧的平面均能进行渗氮,经检验,炉中各部位的工件渗氮层比较均匀,而且真空渗氮,氨气的消耗量为传统渗氮的1/5,还有个优点就是通过对送入炉内的含活化物质的复合气体的种类和量的控制,可以得到几乎没有化合物层。