活性屏離子氮化工藝及氮的氣相輸運(yùn)機(jī)理研究.pdf

1、活性屏離子滲氮技術(shù)是一種很好的離子滲氮方法，已經(jīng)得到了應(yīng)用。但關(guān)于活性屏離子氮化過程中氮原子由氣相到工件表面的輸運(yùn)機(jī)理還沒有形成共識(shí)，在一定程度上妨礙了該技術(shù)的推廣應(yīng)用。本文對(duì)氮原子由氣相到工件表面的輸運(yùn)機(jī)理進(jìn)行了進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究，為深入研究活性屏離子氮化的機(jī)理奠定了新的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
　　 本文采用銅制活性屏，利用其既不吸收氮也不和氮反應(yīng)的特性，在純氮?dú)夥障聦?duì)45鋼進(jìn)行離子氮化，并利用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀、顯微

2、硬度計(jì)等檢測(cè)手段對(duì)滲層金相組織、滲層厚度、滲層相組成、滲層顯微硬度進(jìn)行了細(xì)致的研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：采用銅制活性屏在純氮?dú)夥障逻M(jìn)行離子滲氮處理，在沒有鐵-氮化合物微粒和氮?dú)浠衔镫x子的條件下，仍然可以獲得具有較高濃度的氮化層，甚至可以生成γ'相（Fe4N），在活性屏離子滲氮過程中，活性氮原子除借助于鐵-氮化合物微粒進(jìn)行輸運(yùn)外，還有其它重要的、不可忽視的輸運(yùn)方式。電離產(chǎn)生的含氮離子在電場(chǎng)作用下向陰極加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，可能俘獲陰極發(fā)射的電子，從而轉(zhuǎn)

3、變?yōu)殡娭行缘暮钚缘牧Ｗ樱@種離子保持了含氮離子的動(dòng)能，可以繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而可能穿過活性屏，到達(dá)工件表面，完成輸運(yùn)活性氮原子的任務(wù)，這是其一；其二是帶電離子有可能與氮分子發(fā)生非彈性碰撞，直接產(chǎn)生活性氮原子，這種氮原子也可能通過飄逸、擴(kuò)散等方式到達(dá)工件表面，輸運(yùn)一定的活性氮原子。
　　 本文還利用活性屏離子氮化技術(shù)對(duì)38CrMoAl鋼進(jìn)行了氮化處理，研究了在氨氣氣氛下滲氮溫度、電壓、氣壓和時(shí)間對(duì)氮化效果的影響，并對(duì)比了在同等工