氮化工艺
2024-11-18
氮化处理工艺
氮化处理工艺是指在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。氮化处理的制品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温的特性1。常见氮化处理工艺包括气体渗氮、液体渗氮、离子渗氮。
气体渗氮
气体渗氮是在1923年左右，由德国人Fry首度研究发展并加以工业化。将工件置于炉内，利用NH3气直接输进500～550℃的氮化炉内，保持20～100小时，使NH3气分解为原子状态的（N）气与（H）气而进行渗氮处理，在使钢的表面产生耐磨、耐腐蚀之化合物层为主要目的，其厚度约为0.02～0.02m/m，其性质极硬Hv1000～1200，又极脆。气体氮化因分解NH3进行渗氮效率低，故一般均固定选用适用于氮化之钢种，如含有Al、Cr、Mo等氮化元素，否则氮化几无法进行。
液体渗氮
液体渗氮主要不同是在氮化层里之有Fe3Nε相、Fe4Nr相存在而不含Fe2Nξ相氮化物，ξ相化合物硬脆在氮化处理上是不良于韧性的氮化物，处理中，必须在坩埚底部通入一支空气管以一定量之空气氮化盐剂分解为CN或CNO，渗透扩散至工作表面，使工件表面最外层化合物8～9%wt的N及少量的C及扩散层，氮原子扩散入α–Fe基地中使钢件更具耐疲劳性。
离子渗氮
离子渗氮又叫“辉光液枝知离子氮化”是最近起来的一种热处理工艺，它具有生产周期短，零件表面硬度高，能控制氮化层脆性等优点。
软氮化
软氮化是一种以渗氮为主的低温氮碳共渗，主要特点是渗速快（2-4h），但渗层薄，渗层梯度陡，硬度并不低，如果是液体氮化，硬度甚至略高于气体氮化。气体氮化可以做到深渗层，它的硬度梯度缓，比软氮化承受的载荷高，外观漂亮，缺点是周期长，表面有脆性相，一般要有一道精加工（加工余量很小，一般1丝到2丝）。辉光离子氮化有气体氮化的优点，mm渗层以下，渗速比气体氮化快的多，而且表面不会有脆性相，可以局部氮化，缺点是成本略高，对形状复杂或带长孔的工件效果不好
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