离子渗扩热处理优化方案：离子渗氮

离子渗扩热处理是利用阴极（工件）和阳极间的辉光放电产生的等离子体轰击工件，使工件表层的成分、组织及性能发生变化的热处理工艺。

1.离子渗氮

离子渗氮是在真空室内进行的，图6.12为离子渗氮示意图，工件接高压直流电源的负极，真空钟罩接正极。将真空室的真空度抽到一定值后，充入少量氨气或氢气、氮气的混合气体。当电压调整到400～800V时，氨即电离分解成氮离子、氢离子和电子，并在工件表面产生辉光放电现象。正离子受电场作用加速轰击工件表面，使工件升温到渗氮温度，氮离子在工件表面获得电子，还原成氮原子而渗入工件表面并向内部扩散，形成渗氮层。

图6.12　离子渗氮示意图

离子渗氮表面形成的氮化层具有优异的力学性能，如高硬度、高耐磨性、良好的韧性和疲劳强度等，使离子渗氮零件的使用寿命成倍提高。例如，W18Cr4V钢刀具在淬火、回火后再经500～520℃离子氮化30～60min，使用寿命可提高2～5倍。此外，离子渗氮可节约能源，渗氮气体消耗少，操作环境无污染。离子渗氮速度快，是普通气体氮化的3～4倍。其缺点是设备昂贵，工艺成本高，不宜于大批量生产。(www.xing528.com)

2.离子渗碳

离子渗碳是将工件装入温度在900℃以上的真空炉内，在通入碳氢化的碳被离子化，在工件附近加速从而轰击工件表面进行渗碳。

离子渗碳从加热、渗碳到淬火处理都在同一装置内进行，这种真空热处理炉是具有辉光放电机构的加热渗碳室和油淬火室的双室型热处理炉。

离子渗碳的硬度、疲劳强度、耐磨性等力学性能比传统渗碳方法都高，而且渗碳速度快，特别是对狭小缝隙和小孔能进行均匀的渗碳，渗碳层表面碳浓度和渗层深度容易控制，工件不易产生氧化，表面洁净，耗电少和无污染。

根据同样的原理，离子轰击热处理还可以进行离子碳氮共渗、离子硫氮共渗、离子渗金属等，所以在国内外具有很大的发展前途。