（一）了解離子氮化技術(shù)

滲氮（又稱氮化）是將氮滲入鋼件表面，以提高其硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度和耐蝕性能等性能的一種化學(xué)熱處理方法。

常見(jiàn)的滲氮方式根據(jù)滲氮介質(zhì)不同分為液體滲氮、氣體滲氮和離子滲氮。其中，離子滲氮以其能耗低、變形小和環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越多地應(yīng)用到工模具、航空航天、船舶、石油和汽車等領(lǐng)域。

離子氮化的基本過(guò)程是活化氣相、濺射、吸附、沉積和擴(kuò)散。在輝光放電時(shí)，氮的正離子在電場(chǎng)能的作用下獲得速度，對(duì)被處理的零件表面行程轟擊濺射。在等離子輝光放電中鐵原子與處在不同激發(fā)態(tài)的氮化合形成氮化物，氮化物以層狀均勻地吸附在陰極表面上（即被處理的 零件表面）。在離子轟擊下被分解成含氮較低的氮化鐵和含氮的固溶體。在低氮化物分解時(shí)得到的氮，活性很大。它在表層中向內(nèi)逐步擴(kuò)散，生成內(nèi)部的氮化物區(qū)，完成滲氮。

武漢離子氮化爐

離子氮化的處理效果主要受電壓、電流、頻率、氣壓、溫度、時(shí)間、氣氛比例參數(shù)影響。我們接下來(lái)一一介紹一下這幾個(gè)參數(shù)對(duì)離子氮化處理效果的影響。

電壓：離子氮化想要持續(xù)產(chǎn)生輝光形成滲氮需要給定一個(gè)超過(guò)引燃電壓的電壓值，引燃電壓的大小受氣壓、氣氛、陰陽(yáng)極距離影響，常見(jiàn)離子氮化電壓的使用范圍為400-600V。

電流：根據(jù)離子氮化爐的大小與裝爐多少，離子氮化的總電流大小不同，但是要想滲氮效果好，離子氮化過(guò)程中的電流密度值（即單位面積內(nèi)的電流）需要足夠大，一般零件的電流密度需要達(dá)到6A/m2才能獲得好的氮化效果，形狀復(fù)雜的零件還需要達(dá)到8 A/m2以上。

頻率：由于脈沖電源的巨大優(yōu)勢(shì)，離子氮化電源早在1983年就已經(jīng)進(jìn)入了脈沖電源時(shí)代。但是大家對(duì)于脈沖頻率的選擇不盡相同。一般來(lái)說(shuō)，脈沖頻率的常用范圍是1-8 KHz，即每個(gè)周期的時(shí)間在125-1000μs。脈沖頻率過(guò)高與過(guò)低都會(huì)對(duì)離子氮化過(guò)程產(chǎn)生不好的影響，頻率過(guò)低時(shí)，容易產(chǎn)生零件局部溫度過(guò)高、表面過(guò)熱燒傷等問(wèn)題，而頻率過(guò)高又會(huì)影響電源功率的輸出效率，都不利于離子氮化過(guò)程。目前進(jìn)口的離子氮化電源都已經(jīng)使用變頻式電源，工藝人員可以根據(jù)需求選擇適合的脈沖頻率。

氣壓：氣體壓力會(huì)影響產(chǎn)品表面輝光層的分布，由此會(huì)影響滲氮效果的均勻性。一般使用的氣體壓力范圍是100-400Pa，對(duì)于形狀復(fù)雜的零件，會(huì)用到600Pa以上的氣體壓力。