啟動時應(yīng)盡可能降低電源電壓,鐵陰極在氨氣中的最低點(diǎn)燃電壓所對應(yīng)的Pd值約等于10托·毫米。量出陰陽極距離即可求得起輝時的適宜氣壓。以陰陽極距離為30-70毫米計算,點(diǎn)燃電壓最低的氣壓應(yīng)為0.3-0.15托。起輝后,待清理電弧稍稍減弱,即可通入少量氣體,氣壓升到0.5-1托之間,加速清理過程。另一種啟動方法是利用巴刑曲線的左半部,設(shè)備的真空度抽得比較高,達(dá)10-2至10-3托數(shù)量級,使Pd值落到巴刑曲線極小侄的左側(cè)。因此起輝電壓較高,但氣壓低,電流密度小,放電極其彌散,不會產(chǎn)生能量集中的大電弧。起輝后繼續(xù)逐步升高電壓達(dá)1000伏,直到輝光較穩(wěn)定后,再向爐內(nèi)緩慢送氣。由于采用高電壓轟擊離子的能量較大,也有利于加速清理過程。
轟擊清理時間長短取決于電源滅弧方式,工件幾何形狀和尺寸,表面清潔程度等因素,一般為數(shù)分鐘至一小時。
清理階段結(jié)束后零件溫度往往可達(dá)100℃左右。,當(dāng)零件表面全部覆蓋上輝光后即進(jìn)入升溫階段,緩緩的把供氣流量調(diào)到預(yù)定的數(shù)值。以后靠關(guān)小真空蝶閥調(diào)節(jié)爐內(nèi)氣壓。輝光電流隨著氣壓和電壓升高而增大,隨著陰極溫度升高而減小。因此在升溫時必須不斷升高氣壓和電壓,以維持足夠的加熱功率。一般采用逐步交替升高氣壓和電壓的調(diào)節(jié)方法,使電流增大到不致產(chǎn)生輝光放電為限度。零件在300℃以下升溫過程中還時有電弧產(chǎn)生,這是表面或孔穴內(nèi)殘存的油膜蒸發(fā)所致引起的。零件溫度達(dá)到400℃以上,即可將氣壓調(diào)到穩(wěn)態(tài)時的數(shù)值。并調(diào)整電壓維持適當(dāng)?shù)纳郎仉娏骱蜕郎厮俣龋敝亮慵_(dá)到預(yù)定的滲氮溫度。升溫時電流密度一般維持在3-10毫安/厘米2。
用手動升溫時,升溫速度只能粗略控制。如升溫速度太快,由于零件各部位升溫速度不同,將造成較大溫差,又來不及依靠熱傳導(dǎo)減少溫差。這樣產(chǎn)生的熱應(yīng)力,對于一些剛性差的零件容易引起變形。因此對溫度不易均勻,容易變形的零件,升溫速度不應(yīng)過快,特別在400℃以上,由于材料屈服強(qiáng)度降低,更需緩慢升溫。大型零件升溫較慢,而小件升溫相應(yīng)要快得多。升溫時間一般為幾十分鐘至數(shù)小時。大型零件的加熱速度大約是100-200攝氏度每小時。
當(dāng)零件溫度接近預(yù)定的滲氮溫度時,除依靠測溫儀表檢測外,還必須經(jīng)常停輝目測觀察。目測觀察溫度可以大致判斷測溫儀表工作是否正常,避免發(fā)生跑溫現(xiàn)象和了解爐溫是否均勻。如果發(fā)現(xiàn)個別零件或零件的某一局部溫度高于其他地方的溫度,則應(yīng)立即減小電流,停止升溫,并通過調(diào)整氣壓的溫度比較均勻后再繼續(xù)緩慢升溫。
即使零件已達(dá)到滲氮溫度后,在保溫前幾個小時內(nèi),也還需要定時目測觀察溫度和溫度的均勻性。目測溫度也應(yīng)以封閉內(nèi)孔的埋偶試樣的溫度為標(biāo)準(zhǔn)。,操作者事前須經(jīng)多次反復(fù)練習(xí),熟練后方能應(yīng)用。停輝后,在全黑的真空室中若能看到零件微紅的影子,此時溫度大約為520℃。若零件呈暗紅色,輪廓比較清晰時,約為540-550℃。
目測溫度的準(zhǔn)確性因人而異,在離子滲氮操作中,只能作為一種輔助測溫手段。
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