離子氮化爐是利用輝光放電效應對金屬零件進行氮化處理用的一種電爐設備。離子氮化是一種新的表面熱處理工藝,對提高鋼鐵零件的耐磨性、耐疲勞強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,并與陰極連接,然后把容器內部抽真空到10~1Pa,再充人少量的氮、氫混合氣體或氨氣。在陰極陽極之間加上一定電壓直流電,使氣體發生電離,產生輝光放電。由此產生的氮正離子在電場作用下轟擊工件(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。它和弧光放電的區別是氣體稀薄,陰極是冷電極,陰極區壓降較大,其余部位壓降較小。工作時,正離子轟擊陰極,使之發射電子,在電場作用下電子運動加速,碰撞氣體分子,激發氣體分子發光和電離。由于是冷陰極發
射,發射的電子少,放電電流小,輝光放電的特點是發光多而發熱少。日光燈是輝光放電的應用實例。
與普通的氣體氮化相比,離子氮化爐有以下優點:
(1)處理周期短,生產效率高,耗電小;
(2)零件變形小,氮化層無脆性層,不必在處理后作磨削加工;
(3)對材料的適應性較廣;
(4)勞動條件好,對環境污染少等。