滲氮多用爐速度快的原因

對多臺(tái)氮化爐進(jìn)行了離子轟擊作用。在位降區(qū)內(nèi)，離子的平均能量大約是幾十電子伏。氣體滲氮氨分解過程中產(chǎn)生的氮原子能量是在800伏時(shí)產(chǎn)生的，其能量是氮?dú)庠拥?000倍。高能量粒子轟擊產(chǎn)生濺射物，將其與鐵原子從表面分離開來，同時(shí)還轟擊出碳、氧和合金元素，從而還原零件表面的氧化物和碳化物。

若存在氫，則既能阻止殘余氧在氣氛中的氧化作用，又能將零件表面的氧化物還原成具有活性的潔凈表面，使?jié)B氮反應(yīng)十分活躍。氮在滲氮過程中的遷移主要由鐵原子濺射和氮化鐵沉積兩個(gè)過程。所以，滲氮開始時(shí)，富氮相與零件表面的α-Fe直接接觸。這種快速的氮源速率使得α-Fe很快被氮飽和。

不一會(huì)兒，這一化合物層就和含氮的α-Fe形成了平衡，而氣體氮化物層的出現(xiàn)通常要花費(fèi)1~2小時(shí)。滲氮過程中，高能粒子與金屬表面格子之間的原子彈性碰撞，產(chǎn)生高密度位錯(cuò)。在電鏡下觀察到純鐵箔后，通過電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，位錯(cuò)密度增加了材料的滲透性，從而加速了氮素的擴(kuò)散。

氮?dú)庠诘跗谥饕鼐Ы鐢U(kuò)散。氮?dú)饨佑|晶界上的碳化物，即形成碳氮化合物。這樣一來，大量的氮?dú)庀拇M，而所形成的碳氮化合物也強(qiáng)烈阻礙晶界的擴(kuò)散，使?jié)B氮層向內(nèi)推進(jìn)慢速，并主要在位錯(cuò)表面上擴(kuò)散。另外，在晶界內(nèi)，碳被濺射出，使得碳化物在晶界內(nèi)的生成受到明顯的阻礙，從而阻礙了碳氮化物的生成。

因此，氮原子能平穩(wěn)地沿?zé)o碳氮化合物的晶界擴(kuò)散，從而大大加速了其擴(kuò)散。同樣條件下，當(dāng)?shù)獨(dú)鉂B透深度大于0.2mm時(shí)，氮?dú)鉂B層的滲氮量小于0.2mm，可以更有效地縮短氮化時(shí)間，作為實(shí)例，38CrMoAlA鋼的滲層深度為0.5mm，氮化時(shí)間為20~30小時(shí)，氣滲氮時(shí)間為40~50小時(shí)，氮化層較淺時(shí)，滲氮處理只需2~4小時(shí)，而氣滲氮僅需10小時(shí)。