離子氮化簡介

離子滲氮法是由德國人B.Berghaus于1932年發明的。目前，我國在離子滲氮的某些理論和技術方面已處于可以水平。該法在0.1-10Torr的含氮氣氛中，以爐體為陽極，被工件為陰極，在陰陽極間加上數百伏的直流電壓，由于輝光放電現象便會產生像霓虹燈一樣的柔光覆蓋在被工件的表面。此時，已離子化了的氣體成份被電場加速，撞擊被工件表面使其加熱。同時依靠濺射及離子化作用等進行氮化。

與氣體滲氮相比，離子氮化具有許多優點，主要表現在 ：

1、離子氮化是在真空中進行，因而可獲得無氧化的加工表面，也不會損壞被工件的表面光潔度。而且由于是在低溫下進行（380℃起即可進行氮化），被工件的變形量極小，尺寸穩定性好，可以滿足精密模具及高精度的零部件要求，后無需再進行加工，極適合于成品的。

2、氣體氮化時間長表面粗糙，硬而脆不耐磨。氣體滲氮的工件，表面通常會出現較厚（20um以上）的化合物層，這是由ε+γ′兩相組成的不均勻混合物層，里層則為擴散層。因此，在化合物層內產生三向顯微應力，若在此應力方向上再略加外力，就會產生微小裂紋，此裂紋逐漸擴展而使整個化合物層剝落。含鉻、鋁滲氮鋼的化合物層很脆，氣體滲氮后一般均要把它磨去后才能使用。而離子滲氮可以通過控制氣氛中氮氣和氫氣的比例，可以獲得5-30um厚的脆性較小的ε相單相層或0-8um厚的韌性γ′相單相層，也可以得到韌性更優的無化合物層而僅有擴散層的滲氮層，這樣可以不需要磨削直接裝機使用。

3、由于不銹鋼表面鈍化膜的阻礙，傳統的氣體氮化前必須做去鈍，因工藝十分繁雜，且不易控制，效果也難保證。離子滲氮的濺射作用可地除去這層鈍化膜，而無需做去鈍，因此離子氮化工藝為不銹鋼的表面強化提供了一條新的途徑。

4、經離子滲氮的工件氮化層致密性好，硬度高，耐磨性、抗咬合性及抗蝕性等方面均優于氣體滲氮。