Параметры процесса ионной цементации

---

А. Температура цементации

Ионная цементация не требует высокой температуры. Температура цементации может быть выбрана в диапазоне А1 ~ 1050 градусов. Однако диффузия углерода в аустените в основном зависит от температуры. Когда время цементации остается неизменным, толщина науглероженного слоя увеличивается с ростом температуры. Следовательно, высокотемпературное ионное науглероживание может быть выполнено для деталей, требующих большей толщины науглероженного слоя. Низкотемпературная ионная цементация может быть выполнена для прецизионных деталей со сложной структурой. Общая температура науглероживания ионов составляет 900 ~ 960 градусов.

B. Время науглероживания

Глубина науглероженного слоя плазмы увеличивается с увеличением времени науглероживания и, очевидно, увеличивается на начальной стадии науглероживания, что в основном соответствует параболическому закону.

C. Соотношение интенсивного проникновения и времени диффузии

Высокий потенциал углерода легко устанавливается в поверхностном слое заготовки при ионной цементации. Чтобы получить идеальное распределение концентрации углерода на поверхности и концентрации слоя науглероживания, ионное науглероживание обычно проводится попеременно путем интенсивного науглероживания и диффузии. Отношение сильной инфильтрации к времени диффузии (коэффициент инфильтрации) оказывает большое влияние на структуру и глубину инфильтрированного слоя. Если коэффициент диффузии слишком высок, в поверхностном слое легко образуются массивные карбиды, что препятствует дальнейшей внутренней диффузии. В результате общая глубина проникновения уменьшается, степень проникновения-расширения слишком мала, а поверхностный запас углерода недостаточен, что также влияет на глубину и структуру поверхности. Подходящий коэффициент инфильтрации (например, 2: 1 или 1: 1) принимается. Можно получить лучшую дисперсию карбида в поверхностном слое и обеспечить достаточную скорость проникновения. Для деталей с глубоким науглероживанием пропорция диффузии должна быть соответственно увеличена.

D. Науглероживающая среда

Для ионной цементации используют метан или пропан высокой чистоты (массовая доля чистоты выше 95%, массовая доля углерода меньше 0,02%). Это может быть непосредственно науглерожено в печь, или смесь водорода и аргона, разбавленного в 1:10 (объемное отношение), может использоваться в качестве среды науглероживания.

E. Давление газа в печи

При цементации обычной заготовки давление газа выбирается в диапазоне 133,3-2666Па. При более низком давлении с увеличением давления концентрация углерода на поверхности и глубина науглероженного слоя увеличиваются, и емкость подачи углерода недостаточна, если давление слишком низкое. Когда давление в печи составляет 133,3-1333Па, инфильтрационный слой может быть однородным. Следует отметить, что если давление слишком высокое, стабильность свечения ухудшится, и углеродная сажа и дуговой разряд будут возникать легко.

F. Напряжение и сила тока тлеющего разряда

Если заготовка нагревается только ионной бомбардировкой, напряжение разряда выше, а плотность то ка выше. Для оборудования со вспомогательным нагревательным устройством тлеющий разряд обеспечивает только энергию для ускорения разложения газа, ионизации и поверхностной реакции. Следовательно, напряжение тлеющего разряда может быть менее 500В, плотность тока может быть более 2,5 А/см. Чтобы иметь достаточную избыточную емкость подачи углерода и гарантировать, что свечение полностью покрывает поверхность заготовки, плотность тока может быть выбрана в пределах 0,2-2,6 А /см.Узнать больше: Плазменная печь для азотирования