將元素的(de)原(yuan)子離子化并在電場中獲得(de)高(gao)能量后,強行注(zhu)入(ru)金(jin)屬(shu)材料表(biao)(biao)層,以形(xing)成極薄的(de)近表(biao)(biao)面合金(jin)層,從而(er)改變金(jin)屬(shu)表(biao)(biao)面的(de)物理(li)或化學性質。離子注(zhu)入(ru)系統的(de)原(yuan)理(li)示意見圖3-19。
將(jiang)選(xuan)定元素的(de)原子(He、N、B、Al、Ti、Cr、Ni、Co、Mo等(deng))在離子源處電(dian)離成離子,然后(hou)將(jiang)離子在高(gao)壓電(dian)場(10~500kV)加速,依E=qV的(de)規律獲得高(gao)的(de)動能(neng)(q為離子電(dian)荷(he)),并
用橫向磁場把不同質量的離子偏轉不同的角度,選出特定能量和特定質量的離子,通過掃描系統注入金屬靶材料表面。整個過程在1.3×10-3Pa的真空下進行。
離子(zi)注(zhu)人深度一(yi)般在1μm以下,在此近(jin)表面(mian)層中(zhong)注(zhu)入的金(jin)屬以高(gao)過飽和(he)(he)固溶體、亞穩相、非晶態(tai)組織和(he)(he)平衡合金(jin)等(deng)不(bu)同的結構形(xing)式(shi)存在。離子(zi)注(zhu)入金(jin)屬后(hou)可改善(shan)其(qi)耐(nai)磨(mo)性(xing)、耐(nai)蝕(shi)性(xing)和(he)(he)抗疲勞能力。
離(li)(li)子(zi)注(zhu)(zhu)入(ru)原則上可以任(ren)意選擇注(zhu)(zhu)入(ru)元素,不(bu)(bu)受(shou)冶(ye)金學限制,它在高真空(kong)及低溫下進行,不(bu)(bu)會(hui)引起模具畸變,不(bu)(bu)影響表面粗糙度,可精確控制注(zhu)(zhu)入(ru)離(li)(li)子(zi)的濃度、濃度分布(bu)和(he)注(zhu)(zhu)入(ru)深度。目前,離(li)(li)子(zi)注(zhu)(zhu)入(ru)技(ji)術不(bu)(bu)斷發展并日趨成熟(shu),離(li)(li)子(zi)設備不(bu)(bu)斷完善。離(li)(li)子(zi)注(zhu)(zhu)入(ru)不(bu)(bu)銹鋼零件進行表面改(gai)性已(yi)獲得越(yue)來越(yue)多的應用。