介绍其他离子渗金属的方法

1.多弧离子渗金属

多弧离子渗金属是在多弧离子镀的基础上发展起来的渗金属技术。多弧离子渗金属设备的结构如图9-66所示。工作时，首先在工件上施加2000V以上的负偏压，用引弧极引燃阴极电弧，所产生的金属离子流被加速并迅速将工件轰击加热至1000℃左右，金属离子除轰击加热工件外，还有足够的能量在工作表面迁移和扩散，实现离子渗金属的目的。与辉光放电相比，弧光放电具有放电电压低（一般为20～70V）、电流密度大（>100A/cm²）的特点，因而多弧离子渗金属渗速快。只要能加工成阴极电弧源靶材的金属或合金，均可实现这些元素的多弧离子渗金属处理。

08钢在1100℃进行20min多弧离子渗钛，可获得渗层深度为70μm的渗钛层；经13min渗铝后，渗层深度可达60μm。

图9-66 多弧离子渗金属设备的结构图

1—真空系统 2—真空室 3—弧源靶材 4—阴极弧源座 5—触发极 6—工件 7—弧源电源 8—工件偏压电源(www.xing528.com)

2.加弧辉光离子渗金属

该技术是在双层辉光离子渗金属的装置中引入冷阴极电弧源，产生弧光放电，选用欲渗元素的固态纯金属或合金制成阴极电弧源靶和辉光放电辅助源极溅射靶。阴极电弧作为蒸发源、加热源、离子化源，具有离子化率高、能量大、渗速快、设备简单、成本低等特点。双层辉光离子渗金属的源极作为辅助供给源和辅助阴极，可增加金属离子的绕射性，易使大型、复杂工件的温度、渗层及成分均匀。一般将工件加热至1000℃左右，金属离子靠轰击与扩散渗入工件表面。例如，10钢和60钢经1050℃×35min加弧辉光离子渗铝，渗层深度分别为110μm和90μm，试样表面铝含量可达8%（质量分数）左右。

3.气相辉光离子渗金属

在离子化学热处理设备中，适量通入欲渗金属的化合物蒸气（如TiCl₄、AlCl₃、SiCl₄等），通入量靠调节蒸发器温度和蒸发面积来控制，同时按比例通入工作气体（氢气或氮气）。在阴极（工件）与阳极之间施加直流电压，形成稳定的辉光放电，促使炉气电离，产生欲渗元素的金属离子。这些离子高速轰击工件表面，并在高温下向工件内部扩散，实现气相辉光离子渗金属。