來源:合肥慶霞環??萍加邢薰?發布時間:2019-05-14 點擊次數:
等離子體化學熱處理是發展最快、應用最廣泛的等離子體熱處理方法。與常規化學熱處理相比,等離子體化學熱處理具有質量高、效率高、能耗低、清潔、無污染等特點。但是,該技術應用于大批量的小模具等小零件(如螺栓、螺母、鏈條等),裝料故障,滲層質量不易控制。此外,當不同形狀和尺寸的工件在同一爐內混合時,很難均勻控制工件的溫度。
離子滲碳,又稱輝光滲碳[10≤11]。滲碳是一種將低碳鋼或低碳合金鋼基體材料在碳基氣氛中加熱的一種熱處理方法,在碳基氣氛中具有良好的成形性和延展性,使活性炭滲透到基體金屬中形成堅固、堅韌、耐磨的表面。離子滲碳是利用碳氫氣體在真空等離子體區的直流輝光放電電離得到的活性炭,其原理與離子滲氮相似。
在我國,離子滲碳工藝已成功地應用于汽車、航空、核工業等行業。離子滲碳的關鍵技術是滲碳層的質量控制和設備的設計。離子滲碳時,可以通過調節碳流量和滲碳時間來控制模具工件表面的預定碳含量。碳流量是氣體組成、氣壓、氣體流量、離子電流密度和滲碳溫度的函數。在工業生產中,碳的擴散和遷移數學模型可用于離子滲碳過程。通過電流密度傳感器對整個過程進行微機控制,得到預定的表面碳含量、碳分布和滲碳層深度。然而,離子滲碳過程的高溫(850~980℃)需要大量的電源,容易出現輝光放電轉變為電弧放電的現象,使過程不穩定,設備更加復雜。目前,廣泛應用于工業模具中的氣體滲碳和真空滲碳技術成熟、質量穩定,能夠滿足工業模具的要求。與傳統滲碳相比,離子滲碳具有滲碳效率高、表面質量好、滲碳層分布均勻、變形小、環境污染小、工藝自動化控制、深孔盲孔處理等優點。在模具工業中,離子滲碳技術被廣泛應用于沖壓模具和塑料模具中。目前,80%以上的表面硬化是滲碳的。因此,離子滲碳具有廣闊的發展前景。
離子滲氮是工業上應用最廣泛、最成熟的離子熱處理工藝[1≤3]。通過調整工藝參數(如電壓、電流、爐氣壓力、溫度、時間和工作氣體組成等),可以得到純擴散層、單相層和復合層。離子滲氮的關鍵技術是如何根據其特點,結合相關模具的使用條件,合理選擇工藝參數,得到所需的最佳層數。