離子氮化爐是利用輝光放電效應(yīng)對(duì)金屬零件進(jìn)行氮化處理用的一種電爐設(shè)備。離子氮化是一種新的表面熱處理工藝,對(duì)提高鋼鐵零件的耐磨性、耐疲勞強(qiáng)度和耐蝕性有顯著效果。
工作原理
離子氮化爐的工作原理是:把被處理的工件放在真空容器內(nèi),并與陰極連接,然后把容器內(nèi)部抽真空到10~1Pa,再充人少量的氮、氫混合氣體或氨氣。在陰極陽(yáng)極之間加上一定電壓直流電,使氣體發(fā)生電離,產(chǎn)生輝光放電。由此產(chǎn)生的氮正離子在電場(chǎng)作用下轟擊工件(即陰極),將工件表面加熱到所需的溫度,同時(shí)在工件表面上奪取電子,與基體金屬形成氮化層:
輝光放電是稀薄氣體放電,也是一種自激放電。它和弧光放電的區(qū)別是氣體稀薄,陰極是冷電極,陰極區(qū)壓降較大,其余部位壓降較小。工作時(shí),正離子轟擊陰極,使之發(fā)射電子,在電場(chǎng)作用下電子運(yùn)動(dòng)加速,碰撞氣體分子,激發(fā)氣體分子發(fā)光和電離。由于是冷陰極發(fā)
射,發(fā)射的電子少,放電電流小,輝光放電的特點(diǎn)是發(fā)光多而發(fā)熱少。日光燈是輝光放電的應(yīng)用實(shí)例。
與普通的氣體氮化相比,離子氮化爐有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)處理周期短,生產(chǎn)效率高,耗電??;
(2)零件變形小,氮化層無(wú)脆性層,不必在處理后作磨削加工;
(3)對(duì)材料的適應(yīng)性較廣;
(4)勞動(dòng)條件好,對(duì)環(huán)境污染少等。