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等离子体氮化

等离子体氮化

在工业金属零件制造过程中,制造商经常寻求对钢工件的外部进行硬化,以提高其耐磨性。也称为“表面硬化”,这种表面硬化过程通常依赖于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可用技术来实现表面淬火,包括渗碳、感应淬火和氮化。

氮化过程

氮化涉及氮在钢表面上的扩散,以使金属工件的外层硬化。该过程可以产生脆性外部,其更有效地抵抗磨损。在高温下,氮气将与黑色金属中的合金结合,形成硬化氮化物。

制造商可以使用各种技术来完成常规的氮化。通常,他们依靠氨气为氮化过程提供氮气。在存在氨气的情况下,在950华氏度到1050华氏度的温度下持续加热一些合金,可以有效地硬化钢构件的外层。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,这种过程有时被称为“离子氮化”或“离子氮化”。

等离子氮化的历史

最初在20世纪20年代期间调查,血浆氮化过程在20世纪30年代后期和20世纪40年代初获得了更大的接受。电弧焊接作为一种技术在这一时期的工业制造环境中广泛地展开,在激烈的军事军备制造期间。

如今,电脑化有助于许多自动化制造工艺,包括离子氮化。由于使用计算机化控制技术,现在需要直接人类监督的过程需要直接人类监督。在许多现代化的高批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经济高效的整理。

等离子体氮化过程

在基本等离子体氮化期间,制造商使用气体在金属工件周围建立真空,并且在电荷的辅助下,将稳定的氮离子呈稳定的氮离子进入金属部件。该过程必然发生在高温下。离子的轰击有助于发动金属,产生精细的坚硬成本的浅表外层。

通过等离子体氮化实现的壳体硬化深度基于金属工件中的组成合金而变化。在自动离子氮化期间,制造商通常依赖于真空室和高度控制的时间和温度参数来实现均匀的表面饰面。

等离子体渗氮的应用程序

等离子氮化在高科技产业部件制造环境中享有许多应用。在众多行业中选择性地强化金属表面并统一为制造商提供了很大的效用。

例如,该技术为工业制造商提供了很大的帮助。它允许在其他制造过程中产生许多零件,例如塑料行业。维持重定期使用的自动化塑料制造机械的组件可能会受益于通过等离子体氮化的表面硬化。例如,如果塑料制造机械制造商选择案例硬化部件,则生产的喷射器引脚,挤出模具,冲压部件和其他机器通常可承受更好的耐磨性。等离子体氮化有助于完成许多这些组件。

等离子体氮化还极大地帮助了交通运输行业的制造商。这种精加工工艺可使金属表面选择性硬化。它使齿轮、滚珠轴承、凸轮轴、气门、活塞和其他发动机部件能够在极具挑战性的机械环境中承受更长的时间。

氮化:等离子体与气体的对比

与传统的氨气氮化相比,等离子体氮化有许多优点。例如,虽然这两个过程都在高温下进行,但等离子体氮化不需要使用高炉。此外,零部件制造商可以非常精确地控制等离子体氮化处理的应用,这是使用气体很难实现的目标。

等离子体氮化所产生的表面表现出坚硬、均匀的光面,而没有通常与气体氮化技术相关的脆性。虽然使用气体(如氨气)进行常规氮化处理的零件通常需要额外的精加工操作,如研磨和抛光,但氮离子轰击表面可以产生精细、光滑的纹理。对这种技术的依赖可以消除额外的精加工作业的必要性。

最后,与传统的低技术氮化工艺相比,等离子体氮化工艺提供了一种更加环保的生产工艺。后者常常与涉及使用氰化物盐浴的表面制备技术结合使用。生产后的清理通常需要处理有毒(和潜在的危险)材料。在这方面,自动化等离子体氮化工艺更有效地利用组件,因此产生的废物更少。

等离子氮化VS铬电镀

工业部件制造有时依赖于镀铬电镀的过程,以帮助完成金属工件。通常,它们取决于一系列盐浴以制备表面,然后使用电力的应用来帮助将制备的位点与硬质金属饰面(例如铬)涂覆。镀铬电镀非常有效地产生有吸引力,有光泽和反光的表面。

然而,在某些生产环境中,等离子氮化处理提供了一种优越的表面处理技术。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,这一过程消除了有时与镀铬有关的剥落问题或应用不均匀问题。

虽然电镀铬饰面最终沉闷且远离经过重大使用的金属部件的表面,但等离子氮化将通过多年来提供更好的整体耐磨性。在某些情况下,这些成品表面更有效地承受腐蚀。


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