离子渗氮工艺在新设备中的应用
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．ｍａ ｔ ｏ ｔ ６ ｃ ｓ ｑ ｃ１ ・ ７・ ｅ ７
注１ ：由于受本单位气体渗氮设备及工件装炉量 、零件特点等因素 的影响 ，生产周期有所偏差 。
３ 讨 论 与结 果
表 １ 据 厂 提 供 的 参 数 进 行 试 验 ，从 表 中 可 以 看 出 ， 根
无法形成 高硬度 的渗氮物 ，而且辉光 电流太 小 ，氮离 子离
设 置温度 ５ ０ 时 工件 实 际 已超 出 了该 材料 的渗氮 温 度 。 ６℃
当设 置温度 ５ ０ ４ ℃时 ，层 深符合 要求 ，但硬 度 已经接 近下
限 ５ ０ 左 右 。 ４℃
件温度过低渗氮速度 慢 、化合物层 太薄造 成 的，这 说 明测
它的参数如炉内压力、氨流量等对产品质量都存在一定的影响， 通过反复的试验 ，掌握诸多 因素的变化规律，达到 了人、机、
法的有效结合 ，为生产出高质量的产品打下牢固的基础 。 充分发挥设 备潜 能 ，人机有 效结 合 ，避免 高性能 设备 低 操作 水平 的现象出现 ，创造 出最大 的经济效益 。
量温度 与工件 的实 际温度在此 条件下 相差很大 ，要 在试 验 及生产 中掌握变化 的规律 。 表 ２ 是采取相 同渗氮时 间 ，不 同的渗氮设 置温 度 。可 看 出设置温 度低 于 ４ ０ 时，渗氮层 薄 ，这是 因为工件 温 ８℃ 度 低造成渗氮 不足 。硬度 低 ，结合 工 件表 面发 亮 的现 象 ， 表 明是 由于工件温度低 ，渗层太 薄氮 势不足 造成 的；当设 置温度 ５ ０ ２￣ Ｃ时试验 数据 均达 到 了要 求 。从试 验 中掌握 了
＊作 者 简 介 ：李 强 （ ９ １ ） １ ６ 一 ，男 ， 工 程 师 ，主 要 从 事 热 处 理 工 艺 及 技 术 管 理 方 面 的 工 作 。 通 讯 联 系 人 ： 吕 长 君 ， Ｅ ｍａ ： － ｉ ｌ
Ｌ Ｊ０ ２ ０ ＠ ｙｈ ｏ ｃ ｃ ２ ９ ０ ８ ａ ｏ．ｎ
ｈｔ ｜ ｔ ｐ ｛
累参数为生产作 出准备 。
１３ 离子渗氮炉节能效果与气体渗氮进行对比 ．对
与气体渗氮相 比，离子渗氮 节能效 果明显 ，比间接加 热效率高 ２ 以上 ，节 能效果显 著 （ 倍 能源 消耗仅 为气体 渗 氮的 ４ 一７ ） Ｏ Ｏ 、耗气量极少 （ 为气体渗 氮 的百分 之几） 仅 大大降低处理 成本 等等 。见表 ５ 。
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氮层加厚 。氮离 子 已渗入 工件 表 面 ，但是 由于温度 过 高 ，
・
６ ８・ｈｔ ｔｐｔ ｜ ．ｒａ ｔｑ ｃＴ ｆ Ｒ ｃｎ ｓｅ ． ｏｎ
中国材料科技与设备 （ 双月刊）
离子渗氮工艺在新设 备中的应用
参考文献 ：
２ １ 年 ・ ４期 ０２ 第
离子渗氮设备的测温准确程度受到多方面因素 的影 响，另外其
温度 、 清 洗 、 工件 的摆 放 以及 打 弧 、升 温 、保 温 等要 点 。特 别是 测 量 温度 和 实 际 温度 在 不 同 的 温度 区 间 内的 差值 ，这 是 离
子渗氮炉的难以解决的难题 ，通过试验 ，得到正确的参考 范围，通过各 电参数的合理调 整 ，达到生产合格产品的 目的 。 关键词 ：渗氮 ；质量；节能降耗 ；生产效率
２０ ０ Ｖ无突跳现象 ，占空 比：０ ５ 连续 可调 ，灭 弧可 靠 —８ 等等 ，对 制造 出高质量产 品提供 了保 障。
１ ２通过合理使用设备促使离子渗氮炉 的优 点得 ． 到 充 分 的 发挥
充分利用离子渗氮炉渗 速快特点 提高生 产效 率 ；化合
物 层 易 于 控 制 提 高 产 品 质量 ；利 用 自动 去 除钝 化 膜 的特 点 ，
下 了牢 固 的基 础 。
１ １ ２离子渗 氮 的操 作 要 点 ．．
离子渗氮有许多注意要 点 ，比如说清洗 工件 ，怎么样
打 弧 并 节 省 时 间 ，工 件 装 炉 方 式 ， 工 件 之 间 的距 离 ，怎 样
防渗 ，升温注意真空度 ，占空 比给定方法 ，产生辉 光放 电 的辉光状态 ，降温 的操作 规程等 等 ，这些要 点均要 和设备 的性能 良好结合 ，设备达 不到工艺 要求 的就 要适 当的调整
１ 试 验 过 程
１１熟 悉 离 子渗 氮 的原 理 及 离 子 渗 氦 的操 作 要点 ． １ １１离子 渗 氮 的 原理 ．．
离子渗氮是一 门综合性的应用技术 ，涉及 到放 电物理 、
真 空 、化 学 、 电子 学 、材 料 科 学 等 多 门学 科 ，离 子 渗 氮 技
不锈钢 、布耐热钢 材料 不用 再需 要 预先去 除钝 化 膜等 等 ； 熟悉离子渗氮设备 的操 作 ，各参数 的设置及 合理 配置 ，积
解的量不 足 ，轰击工件表 面的 Ｎ离子少 ，这样就 造成 了渗
氮 时 工件 表 面 Ｎ 浓 度 太 低 ，其 组 织 是 低 硬 度 的 ａ相 。所 以
在设置温度 ４ ０ ，随着 时 间延长 ，渗氮 层深及 硬度 无 明 ５℃ 显 的变化 ，结合工件外 观发亮 的现象得 出结论 ，是 由于 工
２ 试 验 的实施 过 程 及 参 数 积 累
经过精心的准备和对设 备反复研 究 ，对新 的设备 进行 了反复试验 ，积累数据 资料 。通 过试验 证明离 子渗氮 设备 很大程度上 满足 离子 工艺 ，而且 操作 方便 ，计 算 机控 制 ， 各种参数记录齐全 ，为提供 合格 的产 品和进行 质量 跟踪打
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［ ］李 泉华 ．热处 理技术 ４ ０问解 析 ［ ．北 京：机械工业 １ ０ Ｍ１
出 版社 ，２０ ，２ １ ７ ０ ２ ７ —２ ２
［ ］孙大涌 ．热 处 理手 册 ［ ． 北京 ：机 械 ｌ 业 出版 社 ， ２ Ｍ］ Ｔ
２ ０ ， Ｉ：３ ８ ３ １ ０１ ６ — ７
［ ］全国热处理标准化技术委员会 ．金属热处理标准应用手册 ３ ［ ．北京 ：机械工业出版社 ，１９ ，２ ５ ２ ６ Ｍ］ ９ ４ ３ － ４
工 艺 过 程 包 括 打 弧 、升 温 、保 温 、降 温 等 等 许 多 复 杂
的过程 。下列表格列 出试验数据 ，只列 出最 具代 表性几组
试 验 （ 料 选 用 ４Ｃ ） 材 ０ ｒ ，且 是 每 组 试 验 的保 温 阶段 数 据 。
工艺参数 ，以弥补设备 某方 面的不足 。此 台新设 备在控制
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ＬＩ ｉｎ ，ＬＶＣ ａ ｇ－ｊ ｎ Ｑ ａｇ ｈ ｎ － ｕ ，Ｃ ＨＡＮＧ Ｃ ｕ ｈ ｎ，Ｚ ＨＡＮＧ Ｈｏ ｇｍ ｙ ，ＨＡＯ Ｘｉ ｎ ｕ ｎ
表 ３是针对设 置温 度 ５０ 时不 同的 渗氮时 间进 行 的 ２℃ 试验 ，来 验证 在 ５０ 时渗氮 质量 的稳 定性 ，结 果表 明渗 ２℃ 氮质量稳 定 ，各项参 数 的设 定都处 在最佳状 态 ，为顺 利 推 进生产准备必要的条件 。 表 ５中可 以看 出：相 同渗氮 层深 的工件在 时 间、能耗
上 的 差 别 ，节 能 效 果 显 著 。
设 置温度的下 限 。压力 、氨 流量都 没有 达 到最 佳设 置值 ；
当温度超过 ５ ０ ６ ℃时 ，渗 氮速 度 由于温度 过 高而加 快 ，渗
４ 结 论
综Ｅ 所述 ，离子渗氮 炉 内测 温 装置 与工 件 实 际温 度存 在 一 定 的差 别 ，这 种差 别 随 着 设 置温 度 的 提 高 而呈 现 减 少 的 趋 势 ，
免 了 许 多 人 为 的 因 素 ，输 出 电 压 ０— １０ Ｖ 连 续 可 调 ， ００
的温度分布保证质量 、耗气量极少 、降低处理成本等等。
如何合理使用新设 备 ，使设 备能力 得 以充 分发挥 ，尽 快 的掌握各参数 的合 理正确 的配置 ，低成 本低 消耗高效 率
的 生产 出 高 精端 产 品 是 我 们 技 术 人 员 及 操 作 者 始 终 追 求 的 目标 。
术现 已被广泛 的应用 于机床零 件 、动力机 械零件 以及工模
具 和高速钢刀具等重 要零件 的表面强 化处理 。离 子渗氮 原 理是在 真空、高 电压状 态下 ，失 去 电子的氮原 子 ，即氮 离 子向阴极方 向以高 速冲击 ，使 处 于 阴极 的 工件 迅速 加热 ， 并在一定温度 范 围内溅射 人工 件表 面 ，并 随之 向内扩散 ， 形成含氮合金化合 物 ，达到渗氮 目的。
中国材料科技与设备 （ 双月刊）
离 子渗 氮工艺在新设备 中的应用
２１ ０ ２年 ・ ４ 第 期
离 子 渗 氮 工 艺 在 新 设 备 中 的 应 用
李强 ，吕长君 ，常春 ，张宏宇 ，郝欣
（ 齐重数控装备股份有 限公司热处理厂 ，黑龙江 齐齐哈尔 １ １０ ） ６ ０ ５
摘 要 ： 司为提 高渗 氮产品质量和节 能降耗 ，提 高生产效率 ，于 ２ １ 年 引进 Ｌ ＭＣ 公 ０１ Ｄ —Ｆ系列触摸屏计算机全过程控制 型脉 冲电源辉光 离子渗 氮炉，这就 需要使用部 门在比较短的时 间内，通过试验 ，掌握该 台设备 的使 用性能 ，掌握 离子渗氮
中 图 分 类 号 ：ＴＧ ５ １６ 文献 标 识 码 －Ａ
０ 前 言
离子渗氮具有不可替 代 的优 点 ，比如 渗氮 速度快 、化 合物结构易于控制 、工作 环境十分清 洁而无需 防止 公害 的 特别设备 、与气体渗氮相 比显著 缩短处理 时 间、获 得均匀
系统上及炉体部份均在 很大程度 上满足 了工艺要 求 ，避免 了许多 由于设备 因素产 生 的不 良产 品，比如设 备 由计 算机 控制 ，电压 、电流 、温度、真空 度 、气体 流量 等均 能测量 并控制 ；积 累一定操作 经验后 系统能全 过程 自动控制 ，避
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．ｍａ ｔ ｏ ｔ ６ ｃ ｓ ｑ ｃ１ ・ ７・ ｅ ７
注１ ：由于受本单位气体渗氮设备及工件装炉量 、零件特点等因素 的影响 ，生产周期有所偏差 。
３ 讨 论 与结 果
表 １ 据 厂 提 供 的 参 数 进 行 试 验 ，从 表 中 可 以 看 出 ， 根
无法形成 高硬度 的渗氮物 ，而且辉光 电流太 小 ，氮离 子离
设 置温度 ５ ０ 时 工件 实 际 已超 出 了该 材料 的渗氮 温 度 。 ６℃
当设 置温度 ５ ０ ４ ℃时 ，层 深符合 要求 ，但硬 度 已经接 近下
限 ５ ０ 左 右 。 ４℃
件温度过低渗氮速度 慢 、化合物层 太薄造 成 的，这 说 明测
它的参数如炉内压力、氨流量等对产品质量都存在一定的影响， 通过反复的试验 ，掌握诸多 因素的变化规律，达到 了人、机、
法的有效结合 ，为生产出高质量的产品打下牢固的基础 。 充分发挥设 备潜 能 ，人机有 效结 合 ，避免 高性能 设备 低 操作 水平 的现象出现 ，创造 出最大 的经济效益 。
量温度 与工件 的实 际温度在此 条件下 相差很大 ，要 在试 验 及生产 中掌握变化 的规律 。 表 ２ 是采取相 同渗氮时 间 ，不 同的渗氮设 置温 度 。可 看 出设置温 度低 于 ４ ０ 时，渗氮层 薄 ，这是 因为工件 温 ８℃ 度 低造成渗氮 不足 。硬度 低 ，结合 工 件表 面发 亮 的现 象 ， 表 明是 由于工件温度低 ，渗层太 薄氮 势不足 造成 的；当设 置温度 ５ ０ ２￣ Ｃ时试验 数据 均达 到 了要 求 。从试 验 中掌握 了
＊作 者 简 介 ：李 强 （ ９ １ ） １ ６ 一 ，男 ， 工 程 师 ，主 要 从 事 热 处 理 工 艺 及 技 术 管 理 方 面 的 工 作 。 通 讯 联 系 人 ： 吕 长 君 ， Ｅ ｍａ ： － ｉ ｌ
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累参数为生产作 出准备 。
１３ 离子渗氮炉节能效果与气体渗氮进行对比 ．对
与气体渗氮相 比，离子渗氮 节能效 果明显 ，比间接加 热效率高 ２ 以上 ，节 能效果显 著 （ 倍 能源 消耗仅 为气体 渗 氮的 ４ 一７ ） Ｏ Ｏ 、耗气量极少 （ 为气体渗 氮 的百分 之几） 仅 大大降低处理 成本 等等 。见表 ５ 。
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氮层加厚 。氮离 子 已渗入 工件 表 面 ，但是 由于温度 过 高 ，
・
６ ８・ｈｔ ｔｐｔ ｜ ．ｒａ ｔｑ ｃＴ ｆ Ｒ ｃｎ ｓｅ ． ｏｎ
中国材料科技与设备 （ 双月刊）
离子渗氮工艺在新设 备中的应用
参考文献 ：
２ １ 年 ・ ４期 ０２ 第
离子渗氮设备的测温准确程度受到多方面因素 的影 响，另外其
温度 、 清 洗 、 工件 的摆 放 以及 打 弧 、升 温 、保 温 等要 点 。特 别是 测 量 温度 和 实 际 温度 在 不 同 的 温度 区 间 内的 差值 ，这 是 离
子渗氮炉的难以解决的难题 ，通过试验 ，得到正确的参考 范围，通过各 电参数的合理调 整 ，达到生产合格产品的 目的 。 关键词 ：渗氮 ；质量；节能降耗 ；生产效率
２０ ０ Ｖ无突跳现象 ，占空 比：０ ５ 连续 可调 ，灭 弧可 靠 —８ 等等 ，对 制造 出高质量产 品提供 了保 障。
１ ２通过合理使用设备促使离子渗氮炉 的优 点得 ． 到 充 分 的 发挥
充分利用离子渗氮炉渗 速快特点 提高生 产效 率 ；化合
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下 了牢 固 的基 础 。
１ １ ２离子渗 氮 的操 作 要 点 ．．
离子渗氮有许多注意要 点 ，比如说清洗 工件 ，怎么样
打 弧 并 节 省 时 间 ，工 件 装 炉 方 式 ， 工 件 之 间 的距 离 ，怎 样
防渗 ，升温注意真空度 ，占空 比给定方法 ，产生辉 光放 电 的辉光状态 ，降温 的操作 规程等 等 ，这些要 点均要 和设备 的性能 良好结合 ，设备达 不到工艺 要求 的就 要适 当的调整
１ 试 验 过 程
１１熟 悉 离 子渗 氮 的原 理 及 离 子 渗 氦 的操 作 要点 ． １ １１离子 渗 氮 的 原理 ．．
离子渗氮是一 门综合性的应用技术 ，涉及 到放 电物理 、
真 空 、化 学 、 电子 学 、材 料 科 学 等 多 门学 科 ，离 子 渗 氮 技
不锈钢 、布耐热钢 材料 不用 再需 要 预先去 除钝 化 膜等 等 ； 熟悉离子渗氮设备 的操 作 ，各参数 的设置及 合理 配置 ，积
解的量不 足 ，轰击工件表 面的 Ｎ离子少 ，这样就 造成 了渗
氮 时 工件 表 面 Ｎ 浓 度 太 低 ，其 组 织 是 低 硬 度 的 ａ相 。所 以
在设置温度 ４ ０ ，随着 时 间延长 ，渗氮 层深及 硬度 无 明 ５℃ 显 的变化 ，结合工件外 观发亮 的现象得 出结论 ，是 由于 工
２ 试 验 的实施 过 程 及 参 数 积 累
经过精心的准备和对设 备反复研 究 ，对新 的设备 进行 了反复试验 ，积累数据 资料 。通 过试验 证明离 子渗氮 设备 很大程度上 满足 离子 工艺 ，而且 操作 方便 ，计 算 机控 制 ， 各种参数记录齐全 ，为提供 合格 的产 品和进行 质量 跟踪打
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［ ］李 泉华 ．热处 理技术 ４ ０问解 析 ［ ．北 京：机械工业 １ ０ Ｍ１
出 版社 ，２０ ，２ １ ７ ０ ２ ７ —２ ２
［ ］孙大涌 ．热 处 理手 册 ［ ． 北京 ：机 械 ｌ 业 出版 社 ， ２ Ｍ］ Ｔ
２ ０ ， Ｉ：３ ８ ３ １ ０１ ６ — ７
［ ］全国热处理标准化技术委员会 ．金属热处理标准应用手册 ３ ［ ．北京 ：机械工业出版社 ，１９ ，２ ５ ２ ６ Ｍ］ ９ ４ ３ － ４
工 艺 过 程 包 括 打 弧 、升 温 、保 温 、降 温 等 等 许 多 复 杂
的过程 。下列表格列 出试验数据 ，只列 出最 具代 表性几组
试 验 （ 料 选 用 ４Ｃ ） 材 ０ ｒ ，且 是 每 组 试 验 的保 温 阶段 数 据 。
工艺参数 ，以弥补设备 某方 面的不足 。此 台新设 备在控制
Ａｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｏ ｔ ｉ ｉ ｇ Ｐｒ ｃ ｓ ｎ Ｎｅ Ｅｑｕ ｐ ｅ ｔ ｐｌｃ ｔｏ ｆ Ｉ ｎ Ｎｉｒ ｄ ｎ ｏ ｅ ｓ ｉ ｗ ｉｍ ｎ
ＬＩ ｉｎ ，ＬＶＣ ａ ｇ－ｊ ｎ Ｑ ａｇ ｈ ｎ － ｕ ，Ｃ ＨＡＮＧ Ｃ ｕ ｈ ｎ，Ｚ ＨＡＮＧ Ｈｏ ｇｍ ｙ ，ＨＡＯ Ｘｉ ｎ ｕ ｎ
表 ３是针对设 置温 度 ５０ 时不 同的 渗氮时 间进 行 的 ２℃ 试验 ，来 验证 在 ５０ 时渗氮 质量 的稳 定性 ，结 果表 明渗 ２℃ 氮质量稳 定 ，各项参 数 的设 定都处 在最佳状 态 ，为顺 利 推 进生产准备必要的条件 。 表 ５中可 以看 出：相 同渗氮 层深 的工件在 时 间、能耗
上 的 差 别 ，节 能 效 果 显 著 。
设 置温度的下 限 。压力 、氨 流量都 没有 达 到最 佳设 置值 ；
当温度超过 ５ ０ ６ ℃时 ，渗 氮速 度 由于温度 过 高而加 快 ，渗
４ 结 论
综Ｅ 所述 ，离子渗氮 炉 内测 温 装置 与工 件 实 际温 度存 在 一 定 的差 别 ，这 种差 别 随 着 设 置温 度 的 提 高 而呈 现 减 少 的 趋 势 ，
免 了 许 多 人 为 的 因 素 ，输 出 电 压 ０— １０ Ｖ 连 续 可 调 ， ００
的温度分布保证质量 、耗气量极少 、降低处理成本等等。
如何合理使用新设 备 ，使设 备能力 得 以充 分发挥 ，尽 快 的掌握各参数 的合 理正确 的配置 ，低成 本低 消耗高效 率
的 生产 出 高 精端 产 品 是 我 们 技 术 人 员 及 操 作 者 始 终 追 求 的 目标 。
术现 已被广泛 的应用 于机床零 件 、动力机 械零件 以及工模
具 和高速钢刀具等重 要零件 的表面强 化处理 。离 子渗氮 原 理是在 真空、高 电压状 态下 ，失 去 电子的氮原 子 ，即氮 离 子向阴极方 向以高 速冲击 ，使 处 于 阴极 的 工件 迅速 加热 ， 并在一定温度 范 围内溅射 人工 件表 面 ，并 随之 向内扩散 ， 形成含氮合金化合 物 ，达到渗氮 目的。
中国材料科技与设备 （ 双月刊）
离 子渗 氮工艺在新设备 中的应用
２１ ０ ２年 ・ ４ 第 期
离 子 渗 氮 工 艺 在 新 设 备 中 的 应 用
李强 ，吕长君 ，常春 ，张宏宇 ，郝欣
（ 齐重数控装备股份有 限公司热处理厂 ，黑龙江 齐齐哈尔 １ １０ ） ６ ０ ５
摘 要 ： 司为提 高渗 氮产品质量和节 能降耗 ，提 高生产效率 ，于 ２ １ 年 引进 Ｌ ＭＣ 公 ０１ Ｄ —Ｆ系列触摸屏计算机全过程控制 型脉 冲电源辉光 离子渗 氮炉，这就 需要使用部 门在比较短的时 间内，通过试验 ，掌握该 台设备 的使 用性能 ，掌握 离子渗氮
中 图 分 类 号 ：ＴＧ ５ １６ 文献 标 识 码 －Ａ
０ 前 言
离子渗氮具有不可替 代 的优 点 ，比如 渗氮 速度快 、化 合物结构易于控制 、工作 环境十分清 洁而无需 防止 公害 的 特别设备 、与气体渗氮相 比显著 缩短处理 时 间、获 得均匀
系统上及炉体部份均在 很大程度 上满足 了工艺要 求 ，避免 了许多 由于设备 因素产 生 的不 良产 品，比如设 备 由计 算机 控制 ，电压 、电流 、温度、真空 度 、气体 流量 等均 能测量 并控制 ；积 累一定操作 经验后 系统能全 过程 自动控制 ，避