真空氮化炉与普通氮化炉的优缺点.doc

真空氮化炉应用范围较广,包含气体、离子氮化的方式,需抽真空后进行,因此效果更好。而普通氮化炉适用于小批量的工件处理,采用的是液体氮化,通常是盐浴加热氮化。本文将围绕真空氮化炉与普通氮化炉的优缺点,给大家作出详细介绍。一、氮化的实现方法1、气体氮化气体氮化是将工件放入一个密封空间内,通入氨气,加热到500-580℃保温几个小时到几十个小时。氨气在400℃以上将发生如下分解反应:2NH3—→3H2+2[N],从而炉内就有大量活性氮原子,活性氮原子[N]被钢表面吸收,并向内部扩散,从而形成了氮化层。以提高硬度和耐磨性的氮化通常渗氮温度为500—520℃。停留时间取决于渗氮层所需要的厚度,。—,所需要的时间约为20—60h。提高渗氮温度,虽然可以加速渗氮过程,但会使氮化物聚集、粗化,从而使零件表面层的硬度降低。对于提高硬度和耐磨性的氮化,在氮化时需采用含Mo、A、V等元素的合金钢,如38CrMoAlA、38CrMoAA等钢。这些钢经氮很后,在氮化层中含有各种合金氮化物,如:AlN、CrN、MoN、VN等。这些氮化物具有很高的硬度和稳定性,并且均匀弥散地分布于钢中,使钢的氮化层具有很高的硬度和耐磨性。Cr还能提高钢的淬透性,使大型零件在氮化前调质时能得到均匀的机械性能。Mo还能细化晶粒,并降低钢的第二类回火脆性。如果用普通碳钢,在氮化层中形成纯氮化铁,当加热到较高温度时,易于分解聚集粗化,不能获得高硬度和高耐磨性。抗腐蚀氮化温度一般在600—700℃之间,分解率大致在40—70%范围,停留时间由15分钟到4小时不等,。对于抗腐蚀的氮化用钢,可应用任何钢种,都能获得良好的效果。2、离子氮化离子氮化又叫“辉光离子氮化”是一种热处理工艺,它具有生产周期短,零件表面硬度高,能控制氮化层脆性等优点。因而,近几年来国内发展迅速,使用范围很广。辉光离子氮化的基本原理:辉光离子氮化是将零件放到离子氮化的真空室内,氮化的零件接高压直流电源的阴极(负极),电炉外壳接直流高压电源的阳极(正极),当向真空容器内充入氨气,但容器内压强保持200-1000PA之间,在阴极和阳极间加800—1000伏直流电压,氨气就会电离,这种气体经电离作用后,产生带正电的氮阳离子[N+]和带负电的阴离子[N-],形成了一个等离子区。在等离子区内,氮的正离子在高压电场加速下,快速冲向阴极,轰击清洗需氮化的零件表面,将动能转变为热能,还由于氮离子转变成氮原子时,又放出大量的热能并发出很亮的淡紫色光,另外电压降落在工件附近时也产生热量,这三种热量将零件加热到需要氮化温度。在这种温度下,氮离子与零件金属表面发生化学反应,氮原子渗入到零件表面并扩散到内部,形成了氮化层。辉光离子氮化的特点:(1)表面加热速度快,可缩短加热及冷却时间,到十分之一至十二分之一。而且除处理表面加热外其余部分均处在低温(100℃左右)状态,既节约了加热功率又减少零件的变形。(2)扩散过程快,在高压电场作用下,由于氮化原子的运动速度比气体氮化快许多倍,渗入速度更快,一般只需要3—10h。(3)氮化层韧性好,具有高耐疲劳和高抗磨性能,氮化层脆性白色ε相(Fe2N)控制在0—,从而免去氮化零件的磨削加工。表面硬度高达HV900(HRC64),氮