本文所介绍的最新氮化法是在约300 mb工作压力下,加入(氮化气体)、(笑气、当触媒)、(稀释剂)
进行氮化,亦可再加入(供给碳)进行软氮化。低压氮化法速度快、氮化层组织可选择为纯扩散层或为致
密白层,可氮化深孔狭缝,工作表面洁净,量产性佳,省气体能源,作业环境优良,应用广泛,对滚轮、
耐磨耗零件、铝挤型模、塑料模具及锻造模具等都有很好的处理效果。 一、前言 低压氮化亦称为真空氮化,系一种在真空炉内或减压状态下(约300 mb左右)进行的气体氮化或气体
软氮化处理,可使工件表面得到较高硬度之氮化层,增加工件表面压缩压力,以提高其耐磨耗性及耐疲劳
性。处理温度与一般气体氮化温度相近,即约在400~600℃左右。 二、原理 根据Henri Michel的研究:氮在不同组织中有不同的扩散速度,其中 为氮在ε相中的扩散速度 为氮在相中的扩散速度 为氮在α相中的扩散速度 所以 亦即为提高氮化速度,必需在氮化过程中延缓化合物层(以相及ε相为主)的形成,而尽量维持在α
相,直到扩散深度足够后再视需要产生化合物层。 低压氮化技术是法国HIT热处理集团中所属的研究发中心INNOVATIQUE最近开发出来的新技术,他们称
之为NITRAL制程。使用的气体称之为ALNAT,包括: 1.:氮化气体。 2.:笑气,做为触媒、催化剂。 3.:稀释剂(也可用含5~7%之混合气),降低氮势。 4.:甲烷,供给碳以便进行软氮化(CARBONITRAL)。 化学反应如下: (1) Nα是在氨裂解出来的初生态氮,亦为扩散进入工件表面的主角。 上反应式(1)在常压时呈平衡状态,在低压时则往右反应,有较高的氮势,所以氮化速度快。 (2) 可使工件表面氧化如式(2),并促进裂解,如式(3) (3) 此后,即可自行裂解出初生态氮Nα,进行氮化作用,扩散进入工件表面。 三、制程 在进行低压氮化之前,工件应先做好前处理。 清洗工件:工件表面不要有油污或氧化物。 工件安置:尽量均匀分布以使气体容易流通,效果较佳,但随意成堆安置亦可处理。 防氮处理:可使用防氮漆(CONDURSAL N523)涂在不欲氮化之表面。 典型的低压氮化制程如下: 抽真空(VACUUM) 抽至 mbar 历时约10~15分钟 对流加热(CONVECTION HEATING) 加100%或混合气(5~7%) 压力800mbar 氮气是很好的热传介质,此阶段可使工件温度均匀。 排气(PURGE)
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