利用某種元素的固態(tài)擴散滲入，來改變特種合金表面層的化學成分，以實現(xiàn)表面強化的方法稱為表面化學熱處理強化，也稱為擴散熱處理。包括滲碳及碳氮共滲、滲氮及氮碳共滲、滲硫及硫氮碳共滲、滲鉻、滲鋁及鉻鋁硅共滲、石墨化滲層滲硼、滲金屬等，種類繁多、特點各異。滲入元素或溶入基體金屬形成固溶體，或與金屬元素結(jié)合形成化合物。滲入元素既能改變表面層的化學成分，又可以獲得不同的相結(jié)構(gòu)。其中滲碳、滲氮等離子化學熱處理方式可以改變了特種合金鋼零件或構(gòu)件表面狀態(tài)，提高耐磨、耐蝕、耐熱性能而應(yīng)用較為廣泛。
離子處理真空爐體
離子化學熱處理設(shè)備的真空爐體主要有兩大類。一是水冷雙層爐壁，可分為鐘罩式、立式、井式多種規(guī)格，內(nèi)置1～2層隔熱屏（低碳鋼、不銹鋼或鋁合金制造），功率l0～500kW、有效加熱區(qū)直徑300～1700mm、高400～4000mm這種爐型結(jié)構(gòu)簡單、造價低、組合方便，但能耗較大、溫度均勻性較差、無法控制工件處理后的冷卻速度，該爐型主要用于離子滲氮處理
離子化學熱處理電源
實際應(yīng)用較多的仍然是直流電源，電壓0～1000V連續(xù)可調(diào)，滅弧系統(tǒng)主要采用限流電阻加上LC振蕩滅弧，少數(shù)采用電子開關(guān)，但由于直流電源的固有特性，明顯存在一些不足：滅弧較慢，易燒蝕工件；由于空心陰極效應(yīng)，引起狹縫和小孔過熱；無功損耗較大；工藝參數(shù)不易調(diào)節(jié)；對電網(wǎng)干擾較大。脈沖電源的開發(fā)和應(yīng)用促進離子化學熱處理技術(shù)發(fā)展。目前，脈沖電源的最大峰值電流已達300A，輸出電壓0～1500V，脈沖頻率10～20kHz，導通比0.15～0.8連續(xù)可調(diào)，滅弧時間＜10μs
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