滲碳多用爐速度快的原因

滲碳多用爐速度快的原因

對多臺氮化爐進行了離子轟擊作用。在位降區內，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生的氮原子能量是在800伏時產生的，其能量是氮氣原子的3000倍。高能量粒子轟擊產生濺射物，將其與鐵原子從表面分離開來，同時還轟擊出碳、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，使滲氮反應十分活躍。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過程。所以，滲氮開始時，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通常要花費1~2小時。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，產生高密度位錯。在電鏡下觀察到純鐵箔后，通過電鏡觀察發現，位錯密度增加了材料的滲透性，從而加速了氮素的擴散。

氮氣在氮化初期主要沿晶界擴散。氮氣接觸晶界上的碳化物，即形成碳氮化合物。這樣一來，大量的氮氣消耗殆盡，而所形成的碳氮化合物也強烈阻礙晶界的擴散，使滲氮層向內推進慢速，并主要在位錯表面上擴散。另外，在晶界內，碳被濺射出，使得碳化物在晶界內的生成受到明顯的阻礙，從而阻礙了碳氮化物的生成。

因此，氮原子能平穩地沿無碳氮化合物的晶界擴散，從而大大加速了其擴散。同樣條件下，當氮氣滲透深度大于0.2mm時，氮氣滲層的滲氮量小于0.2mm，可以更有效地縮短氮化時間，作為實例，38CrMoAlA鋼的滲層深度為0.5mm，氮化時間為20~30小時，氣滲氮時間為40~50小時，氮化層較淺時，滲氮處理只需2~4小時，而氣滲氮僅需10小時。