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物理催渗主要有哪些方面的应用？

近年来，国内外正在广泛试验研究用各种物理场来加速化学热处理过程，现已被开发和应用的主要有以下几个方面。

（1）等离子场

已用于辉光离子氮化、离子喷涂等工艺，如离子软氮化、离子渗碳和离子碳氮共渗、离子沉积氮钛等。

（2）高频电场

已用于高频氮化、高频渗碳、高频碳氮共渗等工艺。由于渗入温度可能大大提高，加热所需时间短，如渗碳温度可从940℃提高到1050~1080℃，渗碳40min，渗层深度中达0.8~1.2mm，生产效率有极大的提高。

（3）真空状态

目前主要用于真空渗碳，渗碳温度可提高到1030~1050℃，渗碳时间可缩短到普通气体渗碳的1/5左右，而且对碳势及渗层的厚度中以控制得十分精确，渗层的质量很高。

（4）通电催渗

目前已用于生产的有电解渗碳、低温电解渗硼，低温电解渗硫等工艺。近年来，还开发了电解液放电渗碳法，通过放电，电解液产生的渗碳气体在工件周围形成气膜，气膜中的离子碳渗入工件，据报道，经1~5min，渗层深度可达0.2~0.3min，而且变形很小。

（5）流态化床

主要用于渗碳和碳氮共渗等方面。其方法是将气体渗剂通入流态化炉体内，通过加热分解产生活性原子，进而完成吸收和扩散过程。20CrMnTi钢在流态化炉床中，经2h的碳氮共渗处理，渗层深度可达1~2mm；比一般气体碳氮共渗快3~5倍。此外，最近又发生了一种电热石墨层中渗碳的新工艺，以石墨粒作介质，炉子不断旋转，使行流流态化，并对石墨粒子通电，石墨粒子接触、脱开工件表面的瞬间产生电火花，造成几千度的局部过热，使碳升华形成高能碳原子，并在工件表面吸收和扩散。根据报道，12CrNi3钢在900℃下渗碳20min可获得1.0mm的渗碳层。

（6）超声波

采用超声波来加速渗层中的原子扩散速度具有显著的效果，国外已采用了超声波提高渗碳速度的新工艺。

（7）电子束与激光束

国外已有将电子束、激光束加热用于金属工件表面合金化处理的应用于实例，这种工艺具有效率高、质量好的优点。但由于设备复杂和技术难度较大，目前尚未在生产中推广应用。

物理催渗的效果一般比化学催渗的好，如在提高渗入速度、增加渗层深度、保证渗层质量以及减少环境污染、改善劳动条件等方面，物理催渗工艺具有许多突出的优点。这种催渗工艺的缺点是工艺设备复杂、难于操作、投资大、成本高，推广使用的困难较多。但随着科学技术的不断发展，物理催渗工艺将比化学催渗工艺更有前途。

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