什么是离子氮化

       离子氮化是一种将工件置于氮化炉中的工艺，首先，炉内需抽真空至10-2至10-3 Torr（毫米汞柱），然后导入氮气或氮气与氢气的混合气体，调整压力至1至10 Torr。工件和阳极分别连接阴极和电源，通过直流电压产生正离子，当阴极电压下降时，正离子高速撞击工件表面，引发能量转换，使工件表面温度升高。在此过程中，氮离子与工件表面的铁、碳和氧元素结合形成氮化铁，逐渐在工件上形成氮化层。若加入碳化氢气体，可实现离子软氮化，但通常统称为离子氮化处理。

        工件表面的氮气浓度可通过调节混合气体（氮气与氢气）的分压比进行控制。在纯离子氮化下，生成的单相r'(Fe4N)组织含有5.7%至6.1%的氮，薄层厚度不超过10微米，其结构坚韧且非多孔，不易脱落。氮化铁不断扩散，使内部组织呈现出FeN → Fe2N → Fe3N → Fe4N的顺序变化。ε(Fe3N)含氮量为5.7%至11.0%，ε(Fe2N)含氮量稍高。若加入碳化氢，ε相化合物层会增加，对疲劳强度提升有积极作用，而ε相的腐蚀性也最佳。

       离子氮化处理的温度从350℃开始，处理时间取决于材料性质和所需的机械性能，可以从数分钟到长时间不等。相比传统的热分解化学反应法，利用高离子能量，离子氮化法能有效处理过去难以处理的材料，如不锈钢、钛和钴，实现表面硬化处理。