模具離子氮化熱處理方法

離子氮化是輝光離子氮化的簡稱。青島熱處理指材料在固態下，通過加熱、保溫和冷卻的手段，以獲得預期組織和性能的一種金屬熱加工工藝。在從石器時代進展到銅器時代和鐵器時代的過程中，熱處理的作用逐漸為人們所認識。該方法是將待處理的模具零件置于真空容器中，在一定壓力(66.6 ~ 1330Pa)下充入含氮氣體(如氮氣或氮氫混合氣體) ，處理后的模具為陰極，真空容器的蓋壁為陽極，在陰極和陽極之間施加400 ~ 800V 的直流電壓，在陰極和陽極之間產生輝光放電，容器中的氣體被電離，在空間中產生大量電子和離子。在電場的作用下，正離子沖向陰極，以極高的速度轟擊模具表面，加熱模具。高能正離子沖入模具表面，獲得電子，形成氮原子被模具表面吸收，向內擴散形成氮化層。

離子滲氮是利用了輝光放電這一物理現象，并以此作為熱源加熱工件，由此特點使它具有以下優點：

1)加速了滲氮過程，僅相當于一個氣體滲氮周期的1/2~1/3。

2)離子滲氮的溫度可比氣體滲氮低，可在350~500℃下進行，工件變形比氣體滲氮小，所以，特別適應于處理精密、復雜零件。

3)與氣體滲氮相比，由于氣體稀薄、工藝可控，滲氮層的韌性和疲勞強度明顯提高。

4)離子滲氮中發生離子轟擊而產生的陰極濺射現象，可以清除表面的鈍化膜，不銹鋼和耐熱鋼表面不經處理可直接滲氮。

5)對材料的適應性強，適用于企業各種不同鋼種、鑄鐵和非鐵金屬。

6)局部防滲簡單易行，只要采取機械屏蔽即可。

7)經濟性好，熱利用率高，節電節氨。

離子滲氮存在的問題：

1)工件進行溫度的均勻性與測溫的準確性以及尚待進一步提高。

2)深層滲氮(>0.5mm)的生產發展周期與氣體滲氮接近。

工作以及表面滲氮后能顯著地提高我國模具的力學系統性能。氮雖然是這樣一種可以作為一個保護性氣體的惰性氣體，但氮離子化后具有影響很大的活性，能夠通過參與細胞表面信息處理，形成高硬度和抗腐蝕的氮化物，如TiN、Ti2N、Cr2N、VN等。但在離子氮化前必須不斷進行有效去除加工應力的退火或回火處理，且不同的材料氮化效果也不同，對于我們必須氮化、不能氮化或兩者之間均可的部位要明確規定尺寸計算精度設計要求。

目前，離子滲氮已廣泛應用于熱鍛模具、冷擠壓模具、壓鑄模具、塑料模具等。