Q345B无缝钢管离子渗氮工艺的基本要求

随着汽车产业的高速发展，市场竞争也日趋激烈，提高产品的使用性能，一直是汽车及零部件制造业努力的方向。为实现运转中有更好的配重，我公司在大排量发动机的机油外壳部位安装一个平衡箱，平衡箱中相互啮合的正反转齿轮和齿圈采用离子氮化工艺，让产品达到了最好的声音性能。由于离子氮化已是广泛应用的新工艺，但在实际生产过程中，常常出现一些设备和零件质量问题，工程技术人员在分析解决问题的过程积累了丰富的经验，在此与同行分享。

由于氨气分解渗氮、盐浴渗氮环境污染严重，所以采用离子渗氮即离子氮化工艺越来越多。离子氮化是一种可以显著提高零件表面的硬度、耐磨损、耐疲劳和耐腐蚀的化学热处理工艺。它具有渗速快，渗层性能好，工艺变形小以及耗气、耗电量少等特点，是无污染、无公害的理想工艺，所以在国内外得到了广泛的应用。

Q345B无缝钢管离子氮化的基本原理是：将需要处理的零件置于真空炉体内，往炉内充入氮和氢两种气体。零件接电源阴极，炉体接阳极，脉冲电源会使阴阳极间产生数百伏直流或脉冲电压。在真空条件下，由于电场作用，炉内气体被电离，氮离子定向撞击阴极，零件表面产生蓝紫色的辉光放电并被加热。与其他氮化工艺类似，经过电离、吸收、扩散三个基本过程后得到所需要的氮化层。

离子渗氮工艺对设备是有基本要求的，主要包括：

(1) 真空度：设备的真空炉体必须具有良好的密封性能，由真空获得系统来保证。真空获得系统由两台旋片式机械真空泵、真空电磁阀、电动真空蝶阀、真空检测装置等组成，通过真空管道与真空炉体连接。炉体的真空度用压升来衡量，压升的标准为≤0.13 MPa /min。

(2) 绝缘性：阴、阳极之间必须要有良好的电绝缘性能，才能保证工艺正常进行和设备安全。阴极输电装置由阴极杆、密封件、绝缘垫、承重柱和气隙套组成，阴极引线通过阴极输电装置与阴极盘相联。
(3) 水冷却：真空炉体设计循环水冷却，是为了延长橡胶密封件等的使用寿命，避免频繁维修，提高设备综合利用率。

(4) 隔热保温：真空炉体设计安装有隔热屏，一般用不锈钢板制作，厚度约10 ～ 15 mm，主要目的是为了提高炉体内不同部位零件温度的均匀性，当然也有节省电能的目的。

(5) 良好的灭弧性能：在工艺过程的不同阶段，零件表面会不同程度地产生弧光放电(俗称“打弧”) ，零件表面清洁阶段和升温阶段表现最为明显，到了保温也就是辉光稳定后，偶尔也有辉光向弧光转变的情况。打弧的主要特点是低电压、大电流放电，对于电源来说类似于短路，所以要求设备具有良好的灭弧性能，保护零件和设备不被损坏。

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2015年6月29日

山东省龙川钢管制品有限公司