工程產(chǎn)品冶金涂層氮氣等離子表面處理方法

時間：2023-03-20作者：深圳子柒科技有限公司瀏覽：64

冶金涂層方法用于各種工程產(chǎn)品中，以提高它們的抗蝕性，耐磨性，疲勞強度和表面硬度。涂覆的方法有二種，一種是在工件表面上附著一層物質(zhì)；另一種是從工件表面向里形成一層不同物質(zhì)的擴散層，該層具有可以測定的濃度梯度，而且和工件的近表面成為一體。


這兩種涂層也可以同時存在。例如，目前對高載工件一般是先形成硬的氮化物擴散層，用它來可靠地支持較硬的TiN附著層。許多這樣的冶金涂層正在用物相沉積(PVD)和化學(xué)氣相沉積(CVD)方法生產(chǎn)出來。


        

PVD涂層系統(tǒng)是通過氣化或濺射的方法將固體涂層材料凝固沉積到比較冷的工件表面上。工件的溫度一般以不降低材料的內(nèi)部性能為原則。然而，在PVD涂層和即使清理得很好的表面之間的附著力仍不大，所以應(yīng)用經(jīng)常受到限制。

        

CVD涂層系統(tǒng)是利用液體的或氣體的涂層物質(zhì)，在溫度相對較高的工件表面上造成化學(xué)反應(yīng)的結(jié)合。然高溫的工件表面雖然足以促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的結(jié)合，但也足以使工件內(nèi)部的原有性能發(fā)生不需要的變化。為了恢復(fù)材料內(nèi)部的性能，需要進(jìn)行后續(xù)工序——熱處理。

        

采用氮氣等離子表面處理方法，把兩個電極置于適當(dāng)分壓的混合氣體中，并在其間施加電壓，使其產(chǎn)生用于等離子氮化的輝光放電。一個電極即陽極是接地的真空罩。另一個為陰極。是要進(jìn)行離子氮化的工件。相對于接地真空罩來說，工件氮化時為負(fù)電位。把這個二極管電路和一個變壓電源連接。電流限制電阻器可以改變外電路中的電阻，因此，可以獨立地調(diào)節(jié)在任何電壓水平下的電流。

        

目前使用的電源可以獨立地選定和控制電壓的波幅、持續(xù)時間和周期，從而可以使等離子區(qū)中的負(fù)氮離子在工件表面上均勻地覆蓋，而不致產(chǎn)生嚴(yán)重的發(fā)熱。過程的控制器能獨立調(diào)節(jié)工件表面的氮離子濃度和溫度。

        

氮氣等離子表面處理是一種正常的有限擴散過程。當(dāng)有了氮原子以后，靠近工件表面和深入工件內(nèi)部的冶金過程，主要決定于氮元素的濃度梯度，周圍的等離子參數(shù)的影響次之。

        

氮氣等離子表面處理不同于其它氦化技術(shù)，在工藝過程中，它是用輝光放電現(xiàn)象來激化氮氣。用這種方法激發(fā)氮氣有多種十分重要的結(jié)果：

        

(1)等離子氮化能較好地控制成品表面的成份、組織和性能。氨化結(jié)果不會生成逎常是脆性的混合相(化合物區(qū))。對于有色金屬材料、鑄鐵和合金鋼來說，這是一種有效的表面處理方法。

        

(2)等離子氮化可在**常規(guī)氮化的溫度下進(jìn)行，從而得以保持心部的高性能。低溫濺射可除去工件表面的臟物，并可在此低溫下的較短時間完成氮化。

        

(3)等離子氮化能解決環(huán)境問題，因為從離子氨化爐中排放出的氣體也不爆炸，且能直接排出戶外，這樣便環(huán)需昂貴的后續(xù)清理工作，并按EPA批準(zhǔn)的方式后處理清理落劑。


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