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离子渗氮后零件的“肿胀”现象及防治对策
- 分类：工艺园地
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- 发布时间：2018-03-10 15:17
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离子渗氮后零件的“肿胀”现象及防治对策
【概要描述】一、“肿胀”的本质 离子渗氮后零件的“肿胀”实际上是零件尺寸变化的一种表现形式。尺寸变化是由于渗氮时工件表面吸收了大量的氮原子，生成各种氮化物或工件表层原始组织的晶格常数增大所致，宏观上则表现为表层体积的略微增加。 渗氮后零件的“肿胀”是一种普遍现象。各种氮化方法（气体氮化、液体氮化和离子氮化）处理后的零件或多或少总会存在一定的“肿胀”。但应该说明的是：离子渗氮后零件的“肿胀量”较其它氮化方法
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一、“肿胀”的本质
离子渗氮后零件的“肿胀”实际上是零件尺寸变化的一种表现形式。尺寸变化是由于渗氮时工件表面吸收了大量的氮原子，生成各种氮化物或工件表层原始组织的晶格常数增大所致，宏观上则表现为表层体积的略微增加。
渗氮后零件的“肿胀”是一种普遍现象。各种氮化方法（气体氮化、液体氮化和离子氮化）处理后的零件或多或少总会存在一定的“肿胀”。但应该说明的是：离子渗氮后零件的“肿胀量”较其它氮化方法要小。这是因为：离子渗氮中的“阴极溅射”有使尺寸缩小的作用，因而抵消了一部分渗氮“肿胀量”。
二、影响“肿胀”的因素
渗氮后尺寸的胀大量取决于零件表层的吸氮量。因而，影响吸氮量的因素均是影响“肿胀”的因素。
影响“肿胀”的因素主要有：材料中合金元素的含量、渗氮温度、渗氮时间、渗氮气氛中的氮势等。
材料中合金元素含量越高，零件氮化后的“肿胀”越大。
渗氮温度愈高、渗氮时间愈长，零件氮化后的“肿胀”愈大。
渗氮气氛的氮势越高，零件氮化后的“肿胀”愈大。
三、“肿胀”的防治办法
前以述及，“肿胀”是氮化过程中一种必然的现象，因此要彻底杜绝“肿胀”是不现实的。我们此处所说的“防治”主要有两种含义：一是尽可能减小“肿胀”量；二是在“肿胀”不可避免的情况下，掌握“肿胀”规律，省去氮化后的再次加工。
1、减小“肿胀”的方法
①根据工件的服役条件，正确选用材料。避免因追求工件性能而盲目使用“好”材料（高合金钢）的现象。
②根据工件的服役条件，提出合理的氮化要求，避免片面追求氮化层深度和硬度的现象。
③正确做好氮化前的预先热处理工作和“稳定化”处理，预先热处理工艺参数的制定必须正确，操作必须合理。对形状复杂的零件，在最终精加工前必须进行一次或几次“稳定化”处理。
④在工艺允许的前提下，适当降低氮化温度，缩短渗氮时间。
⑤在保证渗氮层性能的前提下，调整渗氮气氛。
⑥合理装炉，确保同炉工件温度的均匀性。
2、掌握“肿胀”规律，省去氮化后的再次加工
一般说来，在选材、工艺制定正确的前提下，如能合理装炉，正确操作，则工件的“肿胀”是有一定规律的。掌握了“肿胀”的规律后，即可在氮化处理前的最后一道加工工序中根据“肿胀”量使工件尺寸处于负偏差，工件经氮化处理后尺寸可正好处于要求的尺寸公差范围内，因而可省去氮化后的再次加工。
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