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等离子体渗氮

等离子体渗氮

在工业金属零件制造过程中,制造商经常寻求硬化钢工件的外部,以提高耐磨性。也被称为“表面硬化”,这种表面硬化过程通常依靠热化学过程来改变金属物体的外层。冶金学家依靠几种不同的技术来实现表面硬化,包括渗碳、感应硬化和氮化。

氮化过程

氮化是指氮在钢表面的扩散,以硬化金属工件的外层。这一过程可能会创造一个脆性的外观,更有效地抵抗磨损。在高温下,氮会与黑色金属中的合金结合形成硬化的氮化物。

制造商可以使用多种技术来完成传统的氮化。通常,他们依靠氨气为氮化过程提供氮。在氨的存在下,将某些合金以950华氏度至1050华氏度的温度持续加热一段时间,可以有效地使钢组件的外层硬化。一种相对较新开发的替代传统工业氮化的方法是使用等离子体氮化,这种方法有时被称为“离子氮化”或“离子氮化”。

等离子体氮化的历史

等离子体氮化法最初是在20世纪20年代进行研究的,在30年代末和40年代初得到了更大的接受。电弧焊接作为一种广泛应用于工业制造环境的技术,在当今军事装备制造的激烈时期得到了广泛的应用。

今天,计算机化已经促进了许多自动化制造过程,包括离子氮化。由于计算机控制技术的使用,过去需要直接人力监督的过程现在可以更精确、更统一地进行。在许多现代高容量金属零件工业生产环境中,自动化允许使用离子氮化的工件的成本效益精加工。

等离子体氮化工艺

在基本的等离子渗氮过程中,制造商使用气体在金属工件周围建立真空,并在电荷的帮助下,将氮离子稳定地级联到金属零件的表面。这个过程必须在高温下进行。离子的轰击有助于金属的回火,创造一个精细、坚硬的表面外层。

通过等离子渗氮实现的表面硬化深度根据金属工件中合金成分的不同而不同。在自动化离子氮化过程中,制造商通常依靠真空室和高度控制的时间和温度参数来实现均匀的表面处理。

等离子体渗氮的应用程序

等离子体氮化在高科技工业组件制造环境中有许多应用。选择性和均匀硬化金属表面的能力为众多行业的制造商提供了巨大的实用价值。

例如,这项技术为工业制造商提供了巨大的帮助。它允许生产大量用于其他制造过程的零件,如塑料工业。经常大量使用的自动化塑料制造机械的部件可能受益于通过等离子渗氮的表面硬化。例如,如果塑料制造机械制造商选择表面硬化的部件,那么生产所需的注射销、挤压模具、冲压部件和其他机械通常能更好地耐磨。等离子体氮化可以帮助完成许多这些组件。

等离子氮化也有很大援助运输行业的制造商。该精加工过程促进了选择性硬化的金属表面。它使齿轮,滚珠轴承,凸轮轴,阀门,活塞和其他发动机部件能够承受挑战机械环境的严谨性时间。

氮化:使用等离子体Vs气体

与传统的氨气辅助氮化相比,等离子体氮化具有许多优点。例如,尽管这两种工艺都在高温下进行,但等离子体氮化并不需要使用高炉。此外,零件制造商可以非常精确地控制等离子体氮化表面处理的应用,这是使用气体很难实现的目标。

等离子渗氮产生的表面表现出坚硬、均匀的表面处理,没有通常与气体渗氮技术相关联的脆性。虽然使用气体(如氨)进行常规氮化处理的部件通常需要额外的抛光操作,如研磨和抛光,但氮离子对表面的轰击会产生精细、光滑的纹理。依赖这种技术可以消除额外精加工工序的必要性。

最后,与传统的低技术氮化相比,等离子体氮化通常提供更环保的制造工艺。后者经常与使用氰化物盐浴的表面制备技术一起发生。生产后的清洁通常需要处理有毒(和潜在的危险)材料。在这方面,自动化的等离子渗氮工艺更有效地利用元件,因此产生的废物更少。

等离子渗氮Vs电镀铬

工业零件的制造有时依赖于镀铬工艺来帮助完成金属工件。通常,他们依靠一系列的盐浴来准备表面,然后利用电帮助在准备好的部位涂上一层坚硬的金属涂层,比如铬。电镀铬创造了一个具有吸引力,光泽和反射表面非常经济有效。

然而,在某些生产环境中,等离子渗氮提供了一种优越的整理技术。它还能使金属工件的表面变硬。此外,由于等离子体氮化在表面扩散,这一过程消除了剥落问题或不均匀的应用问题,有时与镀铬有关。

电镀镀铬最终会使金属零件表面变钝和磨损,而等离子渗氮将在多年的过程中提供更好的整体耐磨性。这些成品表面在某些情况下也能更有效地抵御腐蚀。


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