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。
离子渗氮后零件的“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”。
1、影响离子渗氮“肿胀”的因素
离子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。
2、“肿胀”的防治办法
前以述及,“肿胀”是离子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