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離子氮化中非氮化表面屏蔽保護方法

2019-01-30

 楊秀蘭

（青海華鼎齒輪箱有限責任公司）

　　離子滲氮法是在0.1～10Torr（1Torr=133.3Pa）的含氮氣氛中，以爐體為陽極，被處理工件為陰極，在陰陽極間加上數百伏的直流電壓，由于輝光放電現象便會產生像霓虹燈一樣的柔光覆蓋在被處理工件的表面。此時，已離子化了的氣體成分被電場加速，撞擊被處理工件表面而使其加熱，同時依靠濺射及離子化作用等進行氮化處理。作為一種全新的氮化方法，現已被廣泛應用于汽車、機床、航天、塑料機械、紡織機械、精密儀器、模具、量韌具等許多領域，而且其應用范圍仍在日益擴大。目前，我國在離子氮化的某些理論和技術方面已處于世界領先水平。

　　與氣體滲氮相比，離子滲氮具有許多優(yōu)點，主要表現在：滲層組織易于控制、脆性??；氮化后工件變形小；節(jié)能、省氣；無毒、無公害。

　　離子氮化的效果，主要取決于材料及材料的前期預先熱處理，毛坯正火、調質處理、時效處理等熱處理工序均是用以消除機加工產生的應力，氮化時減小工件變形。其次，離子氮化前工件的清洗工序很關鍵，清洗干凈程度直接影響到打弧時間的長短，如清洗不夠全面，Z終會造成氮化后工件表面被損傷、燒熔、局部出現軟點等缺陷。清洗時要注意工件上的小孔、盲孔、窄縫中的油污、鐵屑、毛刺等，且清洗完畢后必須將工件吹干。

　　工件上的小通孔、深盲孔、凹槽和窄縫等部位，可能引起打弧和局部溫度過高，一定要進行屏蔽處理（除非產品要求進行氮化處理）。在進行離子氮化時，對工件的非氮化表面的防護要求十分嚴格，工件上的螺紋孔、銷孔一定要進行屏蔽防護。以往我們的屏蔽措施一般采用石棉繩堵孔或用黃膠泥堵孔，在離子氮化過程中，石棉繩和黃膠泥容易松動、干裂形成縫隙，導致出現打死弧現象，使設備無法正常運行，更嚴重的會擊傷工件，其屏蔽效果不是很理想。在氣體氮化中，可采用涂防氮化涂料來對防氮化部位進行防護，但在離子氮化中，氮化爐視防氮化涂料為油污，在打弧過程中要被打掉，易出現打死弧現象，致使設備無法正常運行。故在離子氮化中不能采用防氮化涂料來進行防護。

　　經過很長時間的摸索研究，發(fā)現設計屏蔽工裝如圓柱銷或保護套等進行屏蔽防護效果很好。所制作的屏蔽工裝，其外形幾何尺寸要依據氮化工件的要求來定。圓柱銷或保護套與工件之間的間隙大小直接影響到防護效果的好壞。圖1為要進行離子氮化的工件。圖示中標有虛線的部位要求屏蔽保護。為此，我們設計的屏蔽工裝是一個圓柱銷和一個保護套，如圖2所示。

　　將圓柱銷和保護套裝入工件要求屏蔽保護的部位，如圖3所示。

 

　　用工裝進行屏蔽防護進行離子氮化，必須注意的是：

　　（1）圓柱銷或保護套與工件之間的間隙保證在0.10～0.30mm。

　?。?）圓柱銷或保護套的關鍵部位不允許有倒角，這樣才能保證在進行離子氮化時不會出現打死弧現象。
　　通過對工件非氮化表面屏蔽保護方法的改進，保證了進行離子氮化時氮化爐的正常運行，保證了離子氮化后工件表面無損傷、無燒結、局部無軟點等缺陷，保證了后序機加工的正常進行，提高了生產效率。被廢棄的邊角材料被充分利用來做防氮化工裝，而且工裝可以重復利用，產生了一定的經濟效益。

來源：《金屬加工（熱加工）》雜志