辉光离子氮化炉

合集下载

辉光离子氮化炉作业指导书

辉光离子氮化炉作业指导书Q/SZ J08.1421 目的为贯彻公司职业健康安全方针、环境方针，有效的进行安全生产并控制污染物的产生和排放，保护环境，特制定本作业指导书。

2 适用范围本作业指导书适用于LD-150型辉光离子氮化炉的操作。

3 总则3.1．作业者必须熟练掌握本作业指导书的所有内容，经考试合格后，取得上岗证，方可进行独立操作。

3.2．经医生检查，确定无防碍工作的疾病，才能上岗作业。

3.3．当氨气管路泄漏时，必须戴好面具进行处理。

4 操作规程4.1．开动设备前应首先检查真空系统是否漏气，保证压升率（0.13Pa/min）。

检查水路保证水压≥0.15MPa，阴阳极绝缘电阻大于0.5MΩ。

4.2．开动设备按下列顺序操作：4.2.1先给变压器一次送电（即原送电柜按钮合上）。

4.2.2然后合控制盘上的“系统启动”空气开关（白色）。

4.2.3打开真空泵1、真空泵2、使炉体抽气。

4.2.4在真空度≤50Pa时，先合上高压按钮，调整电压给定旋钮检查电控柜输出电压0-850V连续可调，是否正常；如正常，可将电压旋钮调至0V。

4.2.5在确定上述正常后，先合上电阻1、将电流给定旋钮调整到2V，然后缓慢调整电压旋钮，开始进入起辉、打弧工作状态，此时应视打弧的程度大小做适当调整电流电压。

4.2.6在进入辉光稳定起辉状态后，或通入适当氨气（0.3升/分钟），并调整电流电压，进入升温阶段后，或电流超过80A时，应将电阻1关掉，电流回0，再开启电阻2重新起辉工作（升温速度按工艺执行）。

4.2.7炉内出现频繁打弧，应首先关小电流，观察炉内情况后，方可继续升温出现打死弧、报警及其它异常现象时，可作紧急情况处理，立即关断高压或按“紧急停止”按钮（此按钮再次复位时应按方向旋转）。

4.3．温度设定：零件进入保温状态后，操作者人工目测工件温度，然后按工艺参数设定温度，按▲或键就可以方便地设定温度。

零件到温前应正确调整流量0.8-1升/分，并调整炉压，使炉内工件温度保持均匀，各部温差不超过10℃。

辉光离子氮化对马氏体不锈钢性能的影响

２ｎｎ最高硬度达到１Ｖ３，５￣，５７２约为基伴硬度的性；硬度；辉光高子氮化中圈分类号：ＧＩ１２Ｔ５文献标识码：Ａ文章编号：００４６２ｏ）一０４ —０１ —８４（ｏ２ｍ０３３０
ｔｄｎ、ｈｐｃｍｅｓｗｒｎ１ｃａｄｔｓｄＴｅｒｓｌｎｉａｅｈｔｔｅｄｐｈａｄｔｅｒｉｇＴｅｓｅｉｎｅｅａａ）ｌｎｅｔ．ｈｅｕｔｉｄｃｔｔａｈｅｔｎｉ￣ｅｓｄｈ
ｈｒｎｓｅｎｒｉａ Ⅷ ａｅｓｆｔｉａｏｃ．ｄｏｈｔｔｎ５￣
４ＡＰ。显微硬度计型号为７．２。化学着色剂为５ｌ３讨论ｍ
盐酸、苦味酸、５—１０乙醇溶液。９０ｍｌ
３１辉光离子氮化的效率．
２试验结果
２１金相组织．
与常规的气体软氮化方法相比，辉光离子氮
化具有处理温度范围宽、渗层深，渗速快和化合物层易于控制等优点。表Ｉ列出了两种氮化方法的
Ｋｅｒｓｙｗｏｄ：ｓｉｓｔｌｆｃｉｎｒｓｓｎｅｈｒｎｓ；ｌｉｈｅｎｔｄｎｔ￣ｅｓｓｅ；ｒｔｅｉａｃ；ａｄｅｓｇｏｄ３Ｂｇｉｉｇａｅｉｏｔｗｃｒｉ
将氮渗入钢件表面的过程即为钢的氮化。氮
（ａｈｅ＂ｅａｔｅｔｆｉｙｎｅｏｈｍｃｌｏｅｅＬａｙｎ１０３Ｃｉ）Ｍｃｉ￣ＤｐｒｎａａｇＰｔｃｅｉｌｇｌｉａｇ１１０ｌｈａｎｍｏＬｏｒａＣｌｏｎ

氮化炉工作原理

氮化炉工作原理
氮化炉是一种用于高温氮化处理的设备，其工作原理主要包括以下几个方面：
1. 加热：氮化炉内部装有加热元件，如电阻加热器或电磁加热器，通过加热元件提供的能量将炉腔内的温度升至所需的氮化温度。

加热过程中，炉腔内的温度应能够均匀升高，以确保物料在氮化过程中受到均等的热处理。

2. 氮气供应：在氮化炉工作过程中，需要通过供气系统将高纯度的氮气引入炉腔中进行氮化处理。

氮气的引入可以通过进气口进入炉腔，然后在炉腔内与物料发生反应。

3. 排气：氮气在与物料进行反应后，会产生一些气体产物，如一氧化氮、二氧化氮和二氧化碳等。

这些气体产物需要通过排气系统排出炉腔，以保持炉腔内的环境清洁。

4. 保护气氛控制：在氮化炉的工作过程中，为了避免物料受到氧化或其他不良反应的影响，通常需要在炉腔中维持一定的气氛，如氮气或氩气。

这种保护气氛可通过气氛控制系统进行调节和监控，确保物料在氮化过程中处于适宜的气氛条件中。

5. 温度控制：氮化炉的工作过程中需要对炉腔内的温度进行精确控制。

通常使用温度控制系统对加热元件的功率进行调节，调整炉腔内的温度。

通过连续监测炉腔内的温度，并及时调整控制参数，可以实现对氮化过程的精确控制。

综上所述，氮化炉通过加热、气氛控制、气体供应、排气和温度控制等工作原理来实现高温氮化处理，以达到对物料的氮化要求。

辉光离子氮化

一、辉光离子氮化的原理离子氮化作为一种热处理的工艺方法，在工业生产中具有广泛的应用。

它的基本原理如图1、图2 所示。

在抽真空并充有微量气体（如氨气）的密封容器内，放置两个电极，阳接连在外壳并接地，阴极设在炉内，工件放置在阴极上，电极经限流电阻R与可调直流电源E 相连。

当逐渐增加电压到图2 中A 点时，阴阳极间稀薄气体被击穿，阴阳极间突然出现电流。

极间电压突降至B 点，阴极及工件部分表面出现辉光，电流增加，电压基本不变，见图2 中BC 段。

继续提高电压，工件表面完全被辉光覆盖。

气体原子或分子由于电场作用被游离出大量的电子和正离子（氨气NH3 分解为N＋、H＋）。

电子奔向阳极，正离子N＋、H＋奔向阴极上的工件。

工件在N离子的持续轰击下，被加热至氮化所需的温度（470℃～700℃），并产生二次电子发射。

而N＋在阴极得到电子后还原成氮原子，并渗入工件表面形成0.3～0.4mm厚极硬的氮化层。

这样便可极大地提高零件使用寿命。

图2 中的CD 段，称为异常辉光放电区，辉光离子氮化主要工作在这一段。

图2 中的D段，辉光放电转变为强烈的弧光放电，将损伤工件及电源。

二、辉光离子氮化电源的工作原理辉光离子氮化电源是一个三相桥式半控整流电路，它能输出稳定的、连续可调的、最高为1000V 的直流电压。

为避免强烈的弧光放电，电源应具有自动灭弧和灭弧后自动起辉的功能，同时能自动控制炉内工件的温度。

电源主要分为两大部分。

1.三相桥式半控整流电路直流电源的电流0～100A，电压0～1000V。

工作原理见图3。

KG1～KG3 与CZ1～CZ3 组成三相半控桥，选用快速熔断器KP1～3串接于电路中做过流保护，在元件侧、交流侧均做了阻容吸收保护。

由于氮化炉在工作初期弧光放电比较严重，电流变化非常剧烈。

所以，在弧光放电严重的工作初期只接入R81，当炉内辉光稳定后，再并接R82。

电容C、铁芯电抗器L1用于滤波，使输出电流更加平滑。

氮化炉在工作初期，由于工件的尖角、毛刺或油污等，在电场中要产生尖端放电与弧光放电，使阴阳极电压由几百伏电压突降至几十伏。

离子氮化炉

1.學習離子氮化的原理與處理方法。

2.瞭解鋼經離子氮化後之氮化層顯微結構、硬度分佈及硬化深度。

二. 實驗設備離子氮化爐（如圖1所示的示意圖）、維克氏硬度計及金相觀察與拍照裝置。

三.實驗原理1. 鋼的氮化處理【1~4】氮化處理是使氮元素滲入鋼材表面，硬化鋼件表面的方法。

早在1923年即由德國克魯伯兵工廠的A. Fry 博士發明了把含有鋁或鉻的合金鋼在無水氨氣中加熱至500~550℃之間保持20~100小時，可在鋼表面形成氮化層，使鋼表面硬化的氨氣氮化法。

隨後，經過不斷的改良與發展，目前已有處理時間較短、溫度較低和適用鋼種更廣泛的氮化法。

現在常用的方法有：（1）硬氮化法：氣體氮化法（氨氣氮化法），液體氮化法。

（2）軟氮化法：氣體軟氮化法（混合氣體、尿素法），液體軟氮化法（Tufftride法、Sulinuz法）。

（3）離子氮化法及電漿氮化法等。

2. 離子氮化法【2】由於早期應用的氣體氮化法生產週期太長，並在表面形成脆性薄層，容易在使用時剝落，能處理的鋼材有侷限性，使其應用受到很大的限制。

其後，工業上又發展了液體氮化法，具有設備簡單、處理時間短及可氮化的鋼種較多等優點，但所得的硬化層較薄、使用的液體含有劇毒的氰話物鹽類，會產生公害問題。

離子氮化法在很大程度上克服了上述缺點，是對金屬零件進行表面處理的新技術，其目的乃為提高金屬零件的表面硬度、耐磨耗性、耐疲勞性和抗腐蝕性。

八.參考文獻三.實驗原理五.實驗結果四.實驗方法與步驟六.問題與討論离子氮化技术介绍及应用武汉市等离子体技术研究所离子渗氮作为强化金属表面的一种化学热处理方法，广泛适用于铸铁、碳钢、合金钢、不锈钢及钛合金等。

零件经离子渗氮处理后，可显著提高材料表面的硬度，使其具有高的耐磨性、疲劳强度，抗蚀能力及抗烧伤性等。

离子氮化作为七十年代兴起的一种新型渗氮方法，与气体渗氮相比具有渗氮速度快、渗氮层组织易于控制、脆性小、无环境污染、节约电能，气源、变形小等优点。

LD3—200／1000型辉光离子氮化炉的改造

性能好、绝缘性好、耐高温材料一合成云母；用合
成云母加工成的托柱来代替瓷管托柱。如图１所
示。
条又较大，这就造成了密封圈很难被压合好；所以易漏气，造成真空度不高、压升率偏高；另外，密
是，在工件温度升高的同时，Ｎ、Ｎ “ 、ＮＨ。＋Ｈ等阳离子在工件表面聚集，有些阳离子就渗透到工
件里去 … ；于是，就改变了工件表层组织，改变了表层性能，增加了表面的强度、硬度、耐磨性。
２１离子氮化炉的组成．
电路（发电路、调节电路）触，真空检测系统、温度控制及检测控制系统等。炉身系统包括：阴极盘、阴极盘托柱、阴极引
理和完善，仍然达不到辉光离子氮化的功能要求。辉光离子氮化是在低真空、温度在５ｏ一ｏ６０２ ℃的状态下，给工件表面渗氮（或渗碳、氮碳共渗）的一种表面热处理…。而我们的辉光离子氮化炉的调试现象就是温度始终难于达到氮化的温度要求；炉子一开动起来，难于起辉光，等到起了辉光而升温时，随着温度的升高，弧光越来越频繁，越来越厉害（光离子氮化时的打弧跟电焊的弧光现辉象差不多，使工件表面金属熔化溅射而形成凹陷部
辉光离子氮化炉基本上是由抽气系统、供气系统、电控系统、炉身系统等几部分组成；抽气系统包括：真空泵、高真空蝶阀、抽气管道等组成。供气系统包括：储氨罐、减压罐、控制阀门、进气管道、流量控制仪等组成。电控系统包括：次级变压器、主变电路、控制

离子氮化工艺

④在工艺允许的前提下，适当降低氮化温度，缩短氮化时间。
⑤在保证氮化层性能的前提下，调整氮化气氛。
⑥合理装炉，确保同炉工件温度的均匀性。
2、“肿胀”规律，省去氮化后的再次加工
一般说来件的“肿胀”是有一定规律的。掌握了“肿胀”的规律后，即可在氮化处理前的最后一道加工工序中根据“肿胀”量使工件尺寸处于负偏差，工件经氮化处理后尺寸可正好处于要求的尺寸公差范围内，因而可省去氮化后的再次加工。
表面发蓝的原因可能有：炉子系统漏气，气氛中含水及含氧量过多；工件各处的温度不均匀，温度过低的部位由于渗氮较弱而呈绿色；冷却时工件各部位冷速不一致，冷得慢的部位可能呈蓝色。
４、表面发黑
这对将氮化作为最后一道工序的零件将影响外观，但一般不影响渗层硬度和深度。产生这种现象的原因可能是：炉子系统漏气，气氛中含水量及含氧量过高；温度过高；工件上的油污及氧化皮未去净等。
离子氮化脉冲电源的优点:
脉冲电源离子氮化技术的特点与直流离子氮化相比，脉冲电源使离子氮化工艺得到了进一步的发展，并在直流离子氮化技术基础上拓宽了应用范围。脉冲电源离子氮化技术具有如下一些特点：1、工艺参数独立可调，脉冲电源的优点之一是工艺参数与物理参数独立可调。这是因为在直流电源条件下，既要满足零件表面的电流密度要求，又要满足零件保温电流密度的要求，两者相互影响。而在脉冲电源条件下，电流密度由峰值电流满足，保温电流由平均电流满足，可由两个独立参数分别调节。因此，工艺参数可在较大范围内变动。2、打弧速度快，脉冲电源的输出特性，自身就有抑制电弧迅速发展的特点，由于IGBT开关响应速度极快，这更利于我们一旦发现弧光放电就立即关断电源，然后重新点燃电源，这些工作均在几十微秒内完成。3、无需堵孔，由于脉冲电源对弧光放电的抑制作用，因此对于很多零件无需堵孔，这样给生产操作带来很大的方便。例如处理曲轴时就不需堵孔，而当曲轴上存在有一些为提高零件性能的工艺孔时，这种优点就显得更为突出。4、处理质量好、变形小，利于提高层深，由于脉冲电源对弧光发电的抑制作用，弧光在零件表面作用的时间极短，可获得高质量的表面，绝无灼伤。并且提高了工件温度的均匀性，零件变形小。由于其改善了工艺条件，在相同的时间内或者不利于氮化的条件下，能提高层深。5、能提高设备的利用率，在直流电源的条件下，由于工艺参数和物理参数的相互影响，在保温时电压的调节范围通常在650V左右，而采用脉冲电源，电压调节范围将提高，例如在处理狭缝时可将电压提高到900V，增加了电源的有效输出。6、有利于深孔、窄缝、微孔的渗氮，由于脉冲电源对空心阴极效应的抑制作用，可在深孔、窄缝、微孔内实现氮化。例如可在型腔≥0.6mm的铝型材挤压模和Ф4×80（Ф32×1030）的深孔内实现氮化。7、节能，由于脉冲电源可有效地抑制空心阴极效应的产生，避免小孔、窄缝处打死弧，取消了堵孔等工序，省去了不必要的辅助工时，缩短了工艺周期，节省了大量的人力物力，提高了设备的综合使用效率。此外脉冲电源中限流电阻的减小，也可节省部分能量，因此脉冲电源较直流电源更加节能。

离子氮化炉操作步骤

离子氮化炉操作步骤：一、装炉要求（1）装炉前必须对炉内灰尘，杂质清理干净（2）曲轴必须从底层向上层的顺序装炉（以防曲轴掉落危险）（3）曲轴短头放在圆形垫块后再推进工作圆盘内，有小孔的面朝里（4）曲轴的位置以前一次装炉位置相同（大约200支/炉）（5）曲轴装炉完成后，必须用酒精对白色密封圈擦洗干净（6）用行车将炉罐小心吊起，到达安全高度后，移动至炉体正上方，待稳定后缓慢下降，装炉完成二、开炉接通电源前必须检查事项（1）炉体冷却水循环必须开启（阀在水平状态为开，垂直状态为关）（2）真空泵蝶阀必须在关闭状态（3）氨气罐，二氧化碳罐要在关闭状态（4）阳极快速接头要连接在炉体上（和水冷却管在一起的绿线接头）（5）黑色脉冲控制盘上“电压”旋钮，“占空比”旋钮要旋转到左边最小值（6）黄色氨气换向阀手柄在中间（向上）位置三、通电运行步骤（1）打开总控电源（2）电柜控制面板上“手动/自动”旋钮，打到自动（3）进入控制系统触摸屏，点击“（一）打弧参数设定”，选择开保温段数09，完毕退出（4）点击“（二）升温保温参数设定”，查看参数是否正确，9保温时间300min，点击“升压保压参数设定”，5到达压力350Pa （5）进入系统运行，选择确认炉体，1号炉（左），2号炉（右），若炉体不是要工作炉体，点击“炉体切换”，（炉体工作过程中一定不要按炉体切换按钮）（6）抽真空：左上角系统开始按钮由红色变成绿色，真空泵1（3），2（4）按钮变绿，检查两个真空泵是否都启动运转,如有不运转，打开电控柜右下门，检查是否跳闸，确认两个真空泵都已启动工作后，打开真空泵蝶阀（之前一定要关闭否则真空泵中油会被气压压进炉体），开始抽真空，当压强达到100Pa左右时，关闭1（3）号真空泵蝶阀，当压强达到60Pa左右时，真空泵1（3）自动关闭（绿灯熄灭），高压按钮自动开启（7）黑色脉冲控制盘上，电压拨钮打到左边自动拨钮，占空比拨钮打到右边自动（自动时升温时间长，根据实际情况可调为手动控制），电压旋钮，占空比旋钮旋转到右边合适位置（峰值电流=100~200 ，电流A≤150），炉体开始安全工作，罐内曲轴开始打弧（8）灭弧送氨气炉内温度到90度，炉罐内辉光稳定之后（不闪弧），开氨气罐，黄色换向阀打到左边1号炉（右边为2号炉），氨气流量不用调，控制器会根据炉内压强自动调整（9）加送二氧化碳气体大约9~10小时后升温到500℃时占空比拨钮打至自动状态，然后继续升温至510℃到保温状态，打开二氧化碳气阀，设置屏幕上2种气体流量比例（比例约为7%）（10）开始保温时，，保温5小时到结束（时间已经设定好，结束时要人看管），（11）关闭氨气罐（关主阀，蓝色阀不动），关闭二氧化碳罐，关闭真空泵蝶阀，旋转黑色脉冲电源盒子上，电压、占空比旋钮旋转到最小值（即最左端），此时通氮气，使其罐内压强达到20Kpa（目的是缩短冷却时间），关闭总控电源（12）炉内冷却6~8个小时后（13）观察炉内冷却温度，打开总控电源，观看左上角炉内温度，当温度低于150℃以下可以出炉（14）出炉准备：解除炉内真空打开两蝶阀之间进气阀（直接拔掉），无响声后，拔下阳极快速接头（和水冷却管在一起的绿线接头）（15）行车吊起钟罩：行车吊钩移至吊环内，对准吊环中心自由悬空，吊钩上下左右都不接触吊环，说明能够垂直平稳吊起（16）空气中冷却至常温（不烫手）（17）卸料：按品种，车间摆放在货架上，操作完成技术参数（稳定后）:加热温度：510℃V1≈380VV2=600V~800VA小于等于150A（过大时调占空比）峰值电流=100~200A（过大时调电压）。

机械零件表面性能强化的辉光离子氮化特种热处理加工工艺设计

机械零件表面性能强化的辉光离子氮化特种热处理加工工艺设计摘要：机械零件表面性能强化的技术众多，是表面处理的常见方法。

鉴于各种表面处理工艺的特点，经过实践证明，离子氮化是非常理想的特种热处理方法，本文将着重分析该工艺的特点及加工工艺设计。

关键词：表面性能强化、离子氮化、特种加工、工艺设计中图分类号：TG1 文献标识码：B一绪论许多机械零件经过设备加工后需要安排表面处理工艺[1]。

表面处理技术是在零件材料表面人工形成一层与零件材料的机械、物理和化学性能不同的表层的工艺方法。

表面处理的目的是满足产品的耐蚀性、耐磨性、装饰或其他特种功能要求[2]。

表面处理技术在我国发展很不成熟，技术空白点很多，相关资料匮乏，受重视程度又不够，这就造成了我国表面处理技术层次低而且发展缓慢，相关人才匮乏。

二工艺的设计背景如前所述，机械零件在加工完成后安排表面处理的优点非常显著，可以极大改善机械零件和构件表面性能，提高疲劳强度和耐磨性能。

表面强化有时还能提高耐腐蚀性能，承受载荷的零件表面常处于最大应力状态，并在不同的介质环境中工作。

因此，零件的失效和破坏也大多发生在表面或从表面开始，如在零件表层引入一定的残余压应力，增加表面硬度，改善表层金相组织结构等，就能显著地提高零件的疲劳强度和耐磨性[3]。

三目前企业里比较常见的表面性能强化技术目前，国内企业里比较常见的表面强化技术有热处理淬火、高频淬火、发黑、渗碳淬火、氮气氮化及辉光离子氮化等，这些技术都属于化学热处理工艺。

化学热处理工艺包括渗剂的化学组成和配比，渗剂分解反应过程的控制和参数测定，渗入温度和时间，工件的准备，渗后的冷却规程及热处理，化学热处理后工件的清理以及装炉量等等。

无论何种化学热处理工艺，若按其渗剂在化学热处理炉内的物理状态分类，则可分为固体渗、气体渗、液体渗、膏糊体渗、液体电解渗、等离子体渗和气相沉积等工艺[4]。

四各种表面性能强化技术的比较普通的热处理淬火技术是最为常用的表面强化方法，其优点是应用广泛，技术成熟，成本较低廉，但是材料变形量太大，而且心部与表层硬度同时变大，芯部金相组织改变。

辉光离子氮化炉

辉光离子氮化炉(glow plasmanitriding furnace)一、概述离子氮化是在13.3-1333Pa的真空容器中使含氮稀薄气体在直流电场中电离，正离子轰击金属零件表面形成氮化层，正离子轰击金属零件表面形成氮化层，以达到表面硬化的方法。

离子氮化对于球墨铸铁，合金钢，不锈钢，粉末冶金制品，钛合金，高速钢，工具钢等均有显著氮化效果。

二、设备的组成离子氮化炉由炉体，输电装置，真空获得系统，供电系统，供气系统，温度测量五部分组成。

1、炉体由炉盖、筒体、炉底盘和底架组成，其中炉盖、筒体、炉底盘夹层通冷却水，炉内设有不锈纲，渗铝板双层隔热屏，（LD-25）型只有不锈纲一层，炉体上设有双层钢化玻璃观察窗，以供离子氮化过程中观察炉内情况之用。

2、炉底设有堆放阴极一个，堆放阴极与阴极支承上安放着工作盘，工作盘，工件可直接放在此盘上。

3、炉体的真空获得系统一般由两台旋片式真空泵及串有碟阀的管道系统组成，碟阀的作用是通过关闭或旋转不同的角度调度调节抽气量以维持不同进行气量条件下的炉内压强。

真空度的测量用配套ZDZ-4型电阻真空计，从表头可直接读出真空值。

4、炉体的供气管进口设在炉壳筒体上，流量计采用701HB型氢定标，氮定标的转子流量计各1只，以便通氮氢混合气，单用氢流量计通氨气时，其读数按下列式修正：Q=K Q标Q标转子流量计出厂时的所标定的刻度值；K 修正系数，由缓冲罐压力确定如下表；5、热电偶经阴极插入炉内，进行模拟测量，由控温仪表记录温度。

进行P、I、D 控温。

三、主要技术参数四、使用条件1、室内使用，地面平整，通风良好，环境整洁（从而保证向炉壳冲气后炉内清洁）。

2、环境温度在+5~40℃，倘若环境温度低于+5℃，需给真空泵周围加热。

3、环境相对湿度不大于85%。

4、周围无明显震动及高频设备。

5、周围无导电尘埃，无爆炸性气体，无腐蚀金属和绝缘的气体。

6、海拔不超过1000米。

7、自备进水，出水管。

CF170材料辉光离子氮化工艺的制作方法

本技术提供了一种CF170材料辉光离子氮化工艺，包括通入含N气源，加热、通入含C辅助气体、高温保温处理、降温处理和低温保温处理。

本技术所述的一种CF170材料辉光离子氮化工艺，通过辉光反应将N离子对零件进行溅射，动能转化成热能，使零件的温度升高并渗入零件当中，同时C离子也随着渗入零件金相当中。

权利要求书1.一种CF170材料辉光离子氮化工艺，其特征在于：包括以下步骤：步骤A：向辉光离子氮化炉内通入含N气源；步骤B：设置工艺参数，通过辉光反应对CF170材料进行加热；步骤C：达到预定工艺参数后，向辉光离子氮化炉内通入含C辅助气体；步骤D：辉光离子氮化炉对炉内的气体进行高温保温处理；步骤E：辉光离子氮化炉对炉内的气体进行降温处理；步骤F：达到预定工艺参数后，辉光离子氮化炉对炉内的气体进行低温保温处理。

2.根据权利要求1所述的一种CF170材料辉光离子氮化工艺，其特征在于：所述步骤A中的气源为N2和H2的混合气体。

3.根据权利要求1所述的一种CF170材料辉光离子氮化工艺，其特征在于：所述步骤A中的气源为NH3。

4.根据权利要求1所述的一种CF170材料辉光离子氮化工艺，其特征在于：所述步骤B中温度加热至520±10℃，压力250-270Pa。

5.根据权利要求4所述的一种CF170材料辉光离子氮化工艺，其特征在于：所述步骤D中保温时间为47-57h。

6.根据权利要求5所述的一种CF170材料辉光离子氮化工艺，其特征在于：所述步骤B中温度加热至520℃，压力250Pa，所述步骤C保温时间50h。

7.根据权利要求1所述的一种CF170材料辉光离子氮化工艺，其特征在于：所述步骤C中的辅助气体为CO2。

8.根据权利要求1所述的一种CF170材料辉光离子氮化工艺，其特征在于：所述步骤E中的降温速度为1℃/min，降温处理15min。

9.根据权利要求1所述的一种CF170材料辉光离子氮化工艺，其特征在于：所述步骤F中保温时间为2-4h。

辉光离子氮化炉工作原理

辉光离子氮化炉工作原理
辉光离子氮化炉工作原理
辉光离子氮化炉是一种用于涂覆金属和陶瓷表面的新型涂覆工艺。

它使用带有小孔的氮化管来产生高能辉光离子来热处理金属和陶瓷表面。

辉光离子氮化炉的原理非常简单：
1．空气进行预充气，预充气是为了消除外壳中的残存气体，以免影响氮化处理的质量；
2．把金属（或陶瓷）放入氮化管中，并设置好所需的处理工艺参数，如处理温度、时间等；
3．使用氮化仪启动氮化处理，氮化仪会发出高频电磁波，产生电离气体；
4．氮化仪电子预充电器把气体产生的电子放入预充室，并被电离成温和高能辉光离子；
5．把高能辉光离子聚集在金属（或陶瓷）表面，射击和碰撞表面原子，形成一层高属性的氮化膜；
6．氮化处理完成，经过控制系统进行反吹，将管内多余的气体排出施工槽，完成辉光离子氮化处理工艺。

辉光离子氮化是一种非常有效的表面涂覆工艺，不仅能够改善金属和陶瓷表面的抗腐蚀性，还能提高表面硬度和耐磨性。

这种技术也能够有效抑制金属表面的氧化和腐蚀，从而使表面更加耐用。

- 1 -。

离子氮化炉热处理工安全操作规程

离子氮化炉热处理工安全操作规程一、总则离子氮化炉热处理工作是一项高温作业，工作过程存在一定危险性，为了确保人身安全和工作质量，制定本规程。

本规程适用于离子氮化炉热处理工作，包括炉体操作、加料、取料等操作。

二、操作人员要求1. 操作人员应具备相关工作经验，并参加指定的安全培训。

2. 操作人员应具备良好的身体健康状况，不能有心血管疾病、中暑和晕厥等症状。

3. 未接受培训或考核合格的人员不得操作离子氮化炉。

4. 操作人员应佩戴合格的劳动防护用品，包括防护眼镜、耳塞、防护手套、防护鞋等。

5. 操作人员应遵循操作规程，不得随意更改工艺参数或操作步骤。

三、安全设备要求1. 离子氮化炉应安装有温度、压力和气体浓度等安全监测仪器，确保安全状态。

2. 离子氮化炉应安装有紧急停止装置，以应对突发情况。

3. 离子氮化炉应设置有防护栅栏或隔离帘，防止操作人员接近炉体。

4. 离子氮化炉应进行定期检修和维护，确保设备正常运行。

四、操作程序1. 工作前准备（1）检查离子氮化炉的工作状态和安全设备是否正常。

（2）佩戴劳动防护用品，确保自身安全。

（3）了解工艺参数和操作步骤，熟悉操作流程。

2. 加热操作（1）打开离子氮化炉，确保炉内无残留气体。

（2）按照工艺参数设置加热温度和时间。

（3）在加热过程中，及时监测温度和压力变化，确保设备安全。

（4）加热结束后，关闭离子氮化炉，并等待冷却。

3. 取料操作（1）等待离子氮化炉冷却至安全温度。

（2）佩戴防护手套，打开炉门。

（3）使用工具或夹具将热处理件取出，注意避免烫伤。

（4）将取出的热处理件放置在指定的位置，确保安全存放。

4. 清洁和维护操作（1）清除离子氮化炉内的残留物。

（2）清洁炉门和炉体，确保设备干净。

（3）检查和维护离子氮化炉，修复故障和更换损坏的部件。

五、应急措施1. 发生火灾时，应立即关闭离子氮化炉，并使用灭火器进行灭火。

2. 发生炉体破裂或爆炸时，应立即紧急停止离子氮化炉，并通知相关人员。

真空氮化炉与普通氮化炉的优缺点

真空氮化炉应用范围较广，包含气体、离子氮化的方式，需抽真空后进行，因此效果更好。

而普通氮化炉适用于小批量的工件处理，采用的是液体氮化，通常是盐浴加热氮化。

本文将围绕真空氮化炉与普通氮化炉的优缺点，给大家作出详细介绍。

一、氮化的实现方法1、气体氮化气体氮化是将工件放入一个密封空间内，通入氨气，加热到500-580℃保温几个小时到几十个小时。

氨气在400℃以上将发生如下分解反应：2NH3—→3H2+2[N]，从而炉内就有大量活性氮原子，活性氮原子[N]被钢表面吸收，并向内部扩散，从而形成了氮化层。

以提高硬度和耐磨性的氮化通常渗氮温度为500—520℃。

停留时间取决于渗氮层所需要的厚度，一般以0.01mm/h计算。

因此为获得0.25—0.65mm的厚度，所需要的时间约为20—60h。

提高渗氮温度，虽然可以加速渗氮过程，但会使氮化物聚集、粗化，从而使零件表面层的硬度降低。

对于提高硬度和耐磨性的氮化，在氮化时需采用含Mo、A、V等元素的合金钢，如38CrMoAlA、38CrMoAA等钢。

这些钢经氮很后，在氮化层中含有各种合金氮化物，如：AlN、CrN、MoN、VN等。

这些氮化物具有很高的硬度和稳定性，并且均匀弥散地分布于钢中，使钢的氮化层具有很高的硬度和耐磨性。

Cr还能提高钢的淬透性，使大型零件在氮化前调质时能得到均匀的机械性能。

Mo还能细化晶粒，并降低钢的第二类回火脆性。

如果用普通碳钢，在氮化层中形成纯氮化铁，当加热到较高温度时，易于分解聚集粗化，不能获得高硬度和高耐磨性。

抗腐蚀氮化温度一般在600—700℃之间，分解率大致在40—70%范围，停留时间由15分钟到4小时不等，深度一般不超过0.05m m。

对于抗腐蚀的氮化用钢，可应用任何钢种，都能获得良好的效果。

2、离子氮化离子氮化又叫“辉光离子氮化”是一种热处理工艺，它具有生产周期短，零件表面硬度高，能控制氮化层脆性等优点。

因而，近几年来国内发展迅速，使用范围很广。

什么是离子氮化炉

什么是离子氮化炉
离子氮化炉是一种在高温下运用离子气相渗透技术，将氮原子浸透到物体表面从而形成特殊的化学组合，实现表面硬化和改性的加工设备。

它能够提高基体表面结构密度和硬度、提高材料的耐蚀性、耐磨性和抗疲劳性,在制造领域得到广泛应用。

工作原理
离子氮化炉的工作原理是将电离的氮气或氨气注入高温高压的反应室中，利用化学反应原理，在高温条件下将表面金属材料上的氮元素转化成离子氮，使其在物体表面形成一层致密、均匀、硬度高的氮化物层。

该方法主要依靠离子在材料表面的加速运动和化学再结合作用，从而实现氮元素的化学吸附、扩散和沉积，并不断与表面原子结合，逐渐形成一个均匀、致密的氮化层。

经过特殊工艺条件处理，可以获得硬度更高、涂层质量更好、致密度更高的表面氮化层。

应用领域
离子氮化炉在制造业中广泛应用于金属的表面处理和改性。

其中，高速钢、金刚石、硬质合金等工具材料的氮化加工是离子氮化炉的重要应用领域之一。

例如，高速钢经过离子氮化加工后，磨削性能大大提高，同时也增强了材料的抗蚀性、耐磨性和耐疲劳性能。

此外，离子氮化炉还广泛应用于模具、汽车、机器工具、医疗器械等行业。

总结
离子氮化炉作为一种先进的材料表面加工设备，能够大大提高金属材料的表面硬度、耐磨性和耐蚀性，并因此得到了广泛的应用。

随着科技的不断发展，离子氮化炉不断升级完善，其在未来的制造业中仍将有着广阔的应用前景。

国内外氮化工艺新进展

国内外氮化工艺新进展文／张耀军渗氮，就是将工件放在一定的渗氮剂中加热和保温，使渗氮剂中的活性原子氮渗入工件表层，以改变工件表面的化学成分、组织和性能的热处理方法。

下面笔者就谈一谈国内外氮化工艺的发展进程。

一、稀土催渗的快速气体渗氮在气体渗氮过程中加入一种稀土催渗剂，能够活化工件表面，加快氮原子吸收速度，不但缩短渗氮周期，还能够在工件表面形成细小弥散的氮化物，改善渗氮后组织和质量。

其中，脆性级别、氮化物级别和疏松级别都可控制到1级，并提高表面硬度（比常规工艺提高30～100HV）。

对于一般结构钢渗层深度要求0.3mm时，采用常规渗氮工艺保温时间需要30小时以上，但如果加入稀土催渗剂后，保温时间仅用14小时，缩短时间53%，节电40%，省氮气35%以上，同时少排放废气35%，整个渗氮周期缩短32.7%。

二、连续式气体软氮化及发黑处理传统的气体氮化热处理是在周期式井式炉或者箱式炉中进行的。

对大型工件，这种设备及工艺能够满足生产需求，但对于中小工件，在这种炉中进行气体氮化就容易出现加热不均、渗层不均、硬度不均等问题。

此外，由于周期式氮化效果不好，每一炉都有误差，因此，大大增加了操作难度，并且不易保证所有批次工件的质量均匀一致。

大连圣洁公司针对目前的中小工件按照传统气体氮化热处理工艺不能获得很好效果的问题，提出了一种中小工件气体氮化的热处理新工艺，采用连续式热处理炉，包括但不局限于网带式连续热处理炉、托辊式连续热处理炉、滚动底式连续热处理炉、推杆炉等，通过调整通入气体流量和氨分解率可控制渗层深度及表面化合物层的深度。

冷却方式有水冷、油冷或空冷（专利申请号：200910012783.4）。

该发明突破了传统思维的缺点，创造性地将中小工件在连续炉中进行气体氮化，解决了传统周期式炉中气体渗氮的诸多缺点，不但大大提高了产品渗氮后的质量和热处理过程的一致性，且由于温度和时间均可连续调整，使操作简单易行并可成倍提高生产效率。

辉光离子氮化炉工作原理

辉光离子氮化炉工作原理
辉光离子氮化炉是一种利用等离子体技术将金属表面进行氮化处理的设备。

其工作原理是通过高频电源产生高频电场，使气体分子在电场作用下发生电离，产生等离子体。

将金属材料放置在等离子体中，等离子体中的氮原子与金属表面反应，形成氮化层，从而提高金属表面的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。

辉光离子氮化炉的主要部件包括高频电源、气体供应系统、反应室、真空泵等。

在使用前，首先需要将反应室抽成高真空状态，然后通过气体供应系统向反应室中加入氮气等气体，产生等离子体。

同时，高频电源产生高频电场，使等离子体能量增加，提高反应速率和反应温度，从而加速氮化过程。

辉光离子氮化炉的氮化层厚度和性能取决于氮化时间、氮气流量、氮化温度等因素。

一般来说，氮化时间越长，氮化层厚度越大，但同时也会影响氮化层的性能。

氮气流量和氮化温度也会影响氮化层的性能，需要根据不同金属材料和要求的氮化层性能来进行调整。

辉光离子氮化炉主要适用于钢铁、钛合金、镍合金等金属材料的表面处理，可以用于制造汽车发动机、航空发动机、轴承、齿轮等高负荷部件。

氮化层可以提高金属材料的耐磨性、耐蚀性、抗疲劳性和抗高温性，从而提高部件的使用寿命和可靠性。

辉光离子氮化炉是一种高效、精确的金属表面处理设备，其工作原
理是利用等离子体技术进行氮化。

通过调整氮化时间、氮气流量和氮化温度等参数，可以得到不同性能的氮化层，应用广泛于高负荷部件的制造领域。