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离子氮化保护非氮化表面的屏蔽方法

时间:2019-03-14? 来源:青岛丰东热处理 ?编辑:青岛丰东热处理 点击:
        离子渗氮法是在0.1~10Torr(1Torr=133.3Pa)的含氮气氛中,以炉体为阳极,被处理工件为阴极,在阴阳极间加上数百伏的直流电压,由于辉光放电现象便会产生像霓虹灯一样的柔光覆盖在被处理工件的表面。此时,已离子化了的气体成分被电场加速,撞击被处理工件表面而使其加热,同时依靠溅射及离子化作用等进行氮化处理。作为一种全新的氮化方法,现已被广泛应用于汽车、机床、航天、塑料机械、纺织机械、精密仪器、模具、量韧具等许多领域,而且其应用范围仍在日益扩大。目前,我国在离子氮化的某些理论和技术方面已处于世界领先水平。
与气体渗氮相比,离子渗氮具有许多优点,主要表现在:渗层组织易于控制、脆性小;氮化后工件变形小;节能、省气;无毒、无公害。
        离子氮化的效果,主要取决于材料及材料的前期预先热处理,毛坯正火、调质处理、时效处理等热处理工序均是用以消除机加工产生的应力,氮化时减小工件变形。其次,离子氮化前工件的清洗工序很关键,清洗干净程度直接影响到打弧时间的长短,如清洗不够全面,最终会造成氮化后工件表面被损伤、烧熔、局部出现软点等缺陷。清洗时要注意工件上的小孔、盲孔、窄缝中的油污、铁屑、毛刺等,且清洗完毕后必须将工件吹干。
        工件上的小通孔、深盲孔、凹槽和窄缝等部位,可能引起打弧和局部温度过高,一定要进行屏蔽处理(除非产品要求进行氮化处理)。在进行离子氮化时,对工件的非氮化表面的防护要求十分严格,工件上的螺纹孔、销孔一定要进行屏蔽防护。以往大家的屏蔽措施一般采用石棉绳堵孔或用黄胶泥堵孔,在离子氮化过程中,石棉绳和黄胶泥容易松动、干裂形成缝隙,导致出现打死弧现象,使设备无法正常运行,更严重的会击伤工件,其屏蔽效果不是很理想。在气体氮化中,可采用涂防氮化涂料来对防氮化部位进行防护,但在离子氮化中,氮化炉视防氮化涂料为油污,在打弧过程中要被打掉,易出现打死弧现象,致使设备无法正常运行。故在离子氮化中不能采用防氮化涂料来进行防护。
        经过很长时间的摸索研究,发现设计屏蔽工装如圆柱销或保护套等进行屏蔽防护效果很好。所制作的屏蔽工装,其外形几何尺寸要依据氮化工件的要求来定。圆柱销或保护套与工件之间的间隙大小直接影响到防护效果的好坏。
        图1为要进行离子氮化的工件。图示中标有虚线的部位要求屏蔽保护。为此,大家设计的屏蔽工装是一个圆柱销和一个保护套,如图2所示。

        将圆柱销和保护套装入工件要求屏蔽保护的部位,如图3所示。

        用工装进行屏蔽防护进行离子氮化,必须注意的是:
     (1)圆柱销或保护套与工件之间的间隙保证在0.10~0.30mm。
     (2)圆柱销或保护套的关键部位不允许有倒角,这样才能保证在进行离子氮化时不会出现打死弧现象。
       通过对工件非氮化表面屏蔽保护方法的改进,保证了进行离子氮化时氮化炉的正常运行,保证了离子氮化后工件表面无损伤、无烧结、局部无软点等缺陷,保证了后序机加工的正常进行,提高了生产效率。被废弃的边角材料被充分利用来做防氮化工装,而且工装可以重复利用,产生了一定的经济效益。


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