氮化处理
氮化工艺流程
氮化工艺流程
《氮化工艺流程》
氮化工艺是一种常用的表面处理工艺，能够提高材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
氮化工艺流程通常包括以下步骤：
1. 预处理：在氮化之前，需要对待处理的材料进行清洗和除油处理。
这一步骤的目的是确保表面干净，并且可以提高氮的渗透性。
2. 氮化：在经过预处理的材料表面加温，然后暴露在氮气环境中，使氮原子渗透到材料表面。
氮原子将会在材料表面形成氮化层，提高材料的硬度和耐磨性。
3. 后处理：氮化完成后，材料需要进行后处理工艺，通常包括淬火、回火等热处理，以使材料达到期望的强度和硬度。
4. 表面处理：为了提高材料表面的光泽度和耐腐蚀性，可以进行抛光、打磨等表面处理工艺。
氮化工艺流程可以应用于各种材料，包括钢铁、铝合金、不锈钢等。
氮化后的材料不仅表面硬度和耐磨性提高，还具有优异的耐腐蚀性能。
氮化工艺流程的优点是工艺简单、成本低廉、效果明显，因此得到广泛应用。
在汽车零部件、机械制造、航空航天等行业中都有着重要的应用价值。
随着科学技术的不断发展，氮化工艺
流程也在不断完善和提高，为材料提供了更加优质的表面处理解决方案。
氮化处理的作用
氮化处理的作用氮化处理是一种常见的金属表面处理方法，它可以通过在金属表面形成一层氮化物膜来改善金属的性能。
氮化处理可以提高金属的硬度、耐磨性、耐腐蚀性、抗氧化性等方面的性能，因此被广泛应用于航空、航天、汽车、机械等领域。
氮化处理的原理是将金属通过高温气氛中的氮气反应，形成氮化物膜。
氮化处理的方法主要有氨气法、离子氮化法、真空氮化法等。
其中，氨气法是最为常见的一种氮化处理方法，它可以在较低的温度下完成氮化处理，而且成本相对较低。
氮化处理可以改善金属的硬度，这是由于金属表面形成了一层硬度较高的氮化物膜。
氮化物膜可以提高金属的耐磨性，使得金属表面不易受到磨损和划伤。
同时，氮化处理还可以提高金属的耐腐蚀性和抗氧化性，使得金属表面不易受到腐蚀和氧化。
这些优点使得氮化处理被广泛应用于机械零件、汽车零件、工具刀具等领域。
氮化处理还可以提高金属的表面质量。
通过氮化处理，金属表面可以形成一层均匀的薄膜，这可以使得金属表面更加光滑、细致。
这对于一些需要高精度的机械零件非常重要，可以提高机械零件的加工精度和稳定性。
氮化处理还可以改善金属的电学性能。
由于氮化物膜具有一定的导电性，因此可以用于改善金属的电学性能。
例如，在电子元器件中，氮化处理可以用于提高金属导线的导电性能，从而提高元器件的性能。
尽管氮化处理具有很多优点，但也存在一些限制和缺陷。
例如，氮化处理的温度和时间需要严格控制，否则容易导致氮化物膜的不均匀和脆性。
同时，氮化处理的成本相对较高，需要专门的设备和技术。
因此，在选择氮化处理时，需要考虑到成本和效果之间的平衡。
氮化处理是一种非常重要的金属表面处理方法，它可以通过在金属表面形成一层氮化物膜来改善金属的性能。
氮化处理可以提高金属的硬度、耐磨性、耐腐蚀性、抗氧化性等方面的性能，被广泛应用于机械、汽车、电子等领域。
氮化处理的工艺
氮化包括气体氮化、辉光离子氮化与软氮化,软氮化就是一种通俗的叫法,严格的讲,软氮化就是一种以渗氮为主的低温氮碳共渗,主要特点就是渗速快(2-4h),但渗层薄(一般在0、4以下),渗层梯度陡,硬度并不低,如果就是液体氮化,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,缺点就是周期长,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,在0、4㎜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,缺点就是成本略高,对形状复杂或带长孔的工件效果不好。
变形方面应该就是辉光离子氮化变形最小,实际中相差很小,很多时候几乎一样氮化包括气体氮化、辉光离子氮化与软氮化,软氮化就是一种通俗的叫法,严格的讲,软氮化就是一种以渗氮为主的低温氮碳共渗,主要特点就是渗速快(2-4h),但渗层薄(一般在0、4以下),渗层梯度陡,硬度并不低,如果就是液体氮化,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,缺点就是周期长,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,在0、4㎜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,缺点就是成本略高,对形状复杂或带长孔的工件效果不好。
变形方面应该就是辉光离子氮化变形最小,实际中相差很小,很多时候几乎一样。
软氮化实质上就是以渗氮为主的低温氮碳共渗,钢的氮原子渗入的同时,还有少量的碳原子渗入,其处理结果与一般气体氮化相比,渗层硬度较氮化低,脆性较小,故称为软氮化。
1、软氮化方法分为:气体软氮化、液体软氮化及固体软氮化三大类。
目前国内生产中应用最广泛的就是气体软氮化。
气体软氮化就是在含有活性氮、碳原子的气氛中进行低温氮、碳共渗,常用的共渗介质有尿素、甲酰胺、氨气与三乙醇胺,它们在软氮化温度下发生热分解反应,产生活性氮、碳原子。
氮化处理资料整理
氮化处理：又名扩散渗氮或渗氮氮化处理是指一种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。
经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Ps：是一种表面热处理工艺，表面渗人氮元素，有一层很薄的化合物层（白亮层）。
既耐磨，又有一定的耐蚀性。
一般情况下氮化处理是最后一道工序但要求精度高的也可以加一道精磨或超精磨工序，一般为研磨，不再进行别的切削加工。
氮化的作用1、氮化能使零件表面有更高的硬度和耐磨性。
例如用38CrMoAlA钢制作的零件经氮化处理后表面的硬度可达hv=950—1200，相当于hrc=65—72，而且氮化后的高强度和高耐磨性保持到500—600℃，不会发生显著的改变。
2、能提高抗疲劳能力。
由于氮化层内形成了更大的压应力，因此在交变载荷作用下，零件表现出具有更高的疲劳极限和较低的缺口敏感性，氮化后工件的疲劳极限可提高15—35%。
3、提高工件抗腐蚀能力，由于氮化使工件表面形成一层致密的、化学稳定性较高的ε相层，在水蒸气中及碱性溶液中具有高的抗腐蚀性，此种氮化法又简单又经济，可以代替镀锌、发蓝，以及其它化学镀层处理。
此外，有些模具经过氮化，不但可以提高耐磨性和抗腐性，还能减少模具与零件的粘合现象，延长模具的工作寿命。
优点：优异的耐磨性、耐疲劳性，耐蚀性及耐高温的特性，表面改性显著，且处理前后尺寸变化小，能保持制件的精度。
以提高耐磨性、抗疲劳性能为目的的渗氮通常在500～570℃进行；以提高耐蚀性为目的的渗氮温度也不高于650℃。
实际应用：钻头、螺丝攻、挤压模、压铸模、鍜压机用鍜造模、螺桿、连桿、曲轴、吸气及排气活门及齿轮凸轮等均有使用。
（大概耐到什么程度）缺点：氮化的零件其氮化层一般比较浅（浅浅的一层），为0.04mm左右，再深就比较困难<太脆>，故一般氮化零件不能承受重载荷。
适用材料：主要用于合金钢类，铸铁，碳钢，合金钢，不锈钢，钛合金。
关于硬氮化和软氮化：硬氮化：又名渗氮，也称常规氮化，渗入钢表面的是单一“氮”元素。
热处理工艺中的氮化处理及其应用
热处理工艺中的氮化处理及其应用热处理工艺是一种通过加热和冷却来改变物体性质的方法，常用于金属材料的加工和改进。
在热处理工艺中，氮化处理作为一种重要的方法广泛应用于各个领域。
本文将全面介绍氮化处理的基本原理、方法和应用。
一、氮化处理的基本原理氮化处理是通过在金属材料表面引入氮元素，改变表面组织结构和性能来提高材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能。
氮化处理的基本原理是在高温下，金属表面与氮气反应生成金属氮化物。
在这个过程中，氮气分子离解为氮离子，在金属表面上与金属原子结合形成金属氮化物层。
二、氮化处理的方法1. 氨气氮化法氨气氮化法是最常用的氮化处理方法之一。
该方法根据加工要求，在特定的气氛中将金属材料加热到一定温度，使其表面发生化学反应。
氮气气氛中的氨气将与金属表面反应生成金属氮化物。
2. 盐浴氮化法盐浴氮化法是将金属材料浸入特殊的盐浴中进行氮化处理。
盐浴中含有氮气和金属氨基化物，通过加热使盐浴中的氮浸入金属材料表面，形成金属氮化物层。
3. 等离子氮化法等离子氮化法是利用等离子体的高温和高能量对金属材料进行表面处理。
等离子体中存在大量的活性氮离子，可以使金属表面迅速地与氮元素结合形成金属氮化物层。
三、氮化处理的应用1. 工具材料氮化处理可以提高工具材料的硬度和耐磨性，延长其使用寿命。
在切削工具、钻头、刀具等制造中广泛应用氮化处理技术，使工具具备更好的切削性能和耐久性。
2. 模具材料氮化处理可以显著提高模具材料的硬度、耐磨性和耐蚀性，使其能够承受更高的工作负荷和更复杂的加工环境。
在塑料模具、压铸模具和冲压模具等制造中广泛应用氮化处理技术，提高模具的使用寿命和稳定性。
3. 表面涂层氮化处理可用作一种表面涂层技术，通过在金属表面形成一层坚硬的金属氮化物，提高材料的耐磨、耐蚀和耐高温性能。
在汽车、航空航天和船舶等领域应用广泛，用于加强金属材料的表面保护。
4. 天然石墨的改性氮化处理可以用于改性天然石墨的制备。
氮化处理后的天然石墨具有较高的硬度和耐磨性，可用于电池、润滑材料和导热材料等领域。
氮化处理流程范文
氮化处理流程范文氮化处理是一种常见的表面处理方法，可以提高材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，适用于钢材、铸铁、不锈钢等材料。
下面就氮化处理的流程进行详细介绍，以期加深对氮化处理的理解。
氮化处理是通过将材料置于氨气或氨气与氮气混合气体中，使材料表面发生化学反应，将氨和氮渗入材料表面形成氮化层。
氮化处理主要分为氨气氮化和离子氮化两种方法。
一、氨气氮化处理流程：1.定制硬化淬火：在进行氮化处理之前，先对材料进行硬化淬火处理，以提高材料的强度和硬度。
2.清洗处理：将材料浸入去油洗涤剂中，进行清洗处理，去除表面的油污和杂质，以保证氮化过程中的稳定性。
3.废气处理：安装废气处理设备，将产生的废气进行收集和处理，以减少环境污染。
4.加热：将清洗后的材料放入氮化炉中，然后升温至适当的处理温度，一般在700°C以上。
5.氨气处理：向氮化炉中通入氨气，控制氨气的流量和温度，在一定的时间内使氨气和材料发生反应，使氮渗入材料表面。
这个过程称为氨化。
6.沉淀相转变：经过氨化处理后的材料表面形成了高浓度的氮化层，此时需要将材料迅速冷却，使氮化层发生一定的相转变，使其结构稳定。
7.清洗处理：将经过氮化处理的材料从炉中取出，进行冷却后再次进行清洗处理，去除残留的氨气和杂质。
8.除碳处理：部分材料在氮化过程中会增碳，此时可以采取一些特殊的处理方法，如碳调质等，以减少氮化层的脆性和残余应力。
9.表面处理：对氮化层进行必要的表面处理，如打磨、抛光等，提高氮化层的平整度和光洁度。
10.质检与包装：对经过氮化处理的材料进行质检，测试氮化层的厚度和硬度，以确保处理质量。
最后将材料进行包装，准备出厂。
二、离子氮化处理流程：1.清洗处理：将材料进行清洗处理，去除表面的油污和杂质。
2.加热：将清洗后的材料放入离子氮化设备中，进行预热处理，提高材料的温度。
3.离子氮化：将材料表面暴露在离子源中，引入离子氮化气体，通过高压高温的离子轰击，使氨和氮渗入材料表面，形成氮化层。
氮化处理工艺
氮化处理工艺氮化处理（Nitriding）是钢件对热处理外表面保护和强度改进的一种杀伤性表面处理，它是通过向钢件外表面通过气体渗入氮化物，来改变外表面层的组织结构，提升钢的硬度、耐久性和耐腐蚀性来实现的。
一、氮化处理原理氮化处理是一种表面强化处理技术，利用热处理温度下可结合钢表面进行化学反应生成金属氮化物混合物而实现，氮化物层具有很高的抗摩擦性、耐磨损性，很好的热韧性和抗腐蚀能力，这种处理可以满足磨损和耐腐蚀性需求，从而提高材料的性能与使用寿命。
二、氮化处理的类型1. 蒸汽氮化：也叫做温化氮化，是将空气中的氮分子通过蒸汽的形式放入钢材材料，适用于碱金属基体的氮化处理，能够制得一层较厚、硬度高、耐磨损性强、表面因含有少量氧化物而深灰色的氮化层；2. 气体氮化：主要利用蒸气冷凝或被氧化型非金属基体金属与空气中的氮化物进行反应，使金属表面形成一层深灰色、光滑、耐腐蚀的氮化层；3. 等离子氮化：它是利用等离子体技术，在低温条件下，以一种比压控制的低温的等离子体处理，使钢的表面形成一层由高分子组成的氮化膜；4.溅射氮化：溅射氮化是利用金属氮化物的表面溅射技术，将氮化物的单体的离子溅到钢的表面，使钢的表面形成氮化膜。
三、氮化处理的优缺点优点：1. 氮化处理可大大改善表面硬度，使其具有更好的耐磨性，延长使用寿命；2. 氮化处理可防止表面腐蚀，提高耐腐蚀性，使其具有更好的热韧性；3. 氮化处理可提高表面的抗冲击力，使其对冲击有更佳的表现；4. 氮化处理可改善表面质量，从而改善产品的外观，使其具有增加市场竞争力。
缺点：1. 氮化处理产生的氮化层膜残留不容易去除，容易在表面形成洼槽；2. 氮化处理时有些钢材表面温度过高，容易引起表面碳化、氢化；3. 氮化处理依赖设备质量，操作环境，控制体系等，不稳定；4. 氮化处理成本较高，工艺复杂度高。
四、氮化处理的注意事项1. 氮化处理的钢材材质需符合实际需求；2. 氮化处理室环境要求干净，过度脏污有可能导致产品质量不稳定；3. 氮化处理温度要控制在可接受的范围，保温时间也要适当，以免影响外观品质；4. 氮化处理后的表面要加以小心的处理，以保证表面硬度。
氮化处理
氮化处理氮化处理是指一种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。
经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。
目录1基本简介2基本类型3技术流程4相关技术1基本简介2基本类型3技术流程4相关技术1 基本简介编辑本段传统的合金钢料中之铝、铬、钒及钼元素对渗氮甚有帮助。
这些元素在渗氮温度中，与初生态的氮原子接触时，就生成安定的氮化物。
尤其是钼元素，不仅作为生成氮化物元素，亦作为降低在渗氮温度时所发生的脆性。
其他合金钢中的元素，如镍、铜、硅、锰等，对渗氮特性并无多大的帮助。
一般而言，如果钢料中含有一种或多种的氮化物生成元素，氮化后的效果比较良好。
其中铝是最强的氮化物元素，含有0.85～1.5%铝的渗氮结果最佳。
在含铬的铬钢而言，如果有足够的含量，亦可得到很好的效果。
但没有含合金的碳钢，因其生成的渗氮层很脆，容易剥落，不适合作为渗氮钢。
2 基本类型编辑本段（1）含铝元素的低合金钢（标准渗氮钢）（2）含铬元素的中碳低合金钢SAE 4100，4300，5100，6100，8600，8700，9800系。
（3）热作模具钢（含约5%之铬）SAE H11 （SKD – 61）H12，H13（4）肥粒铁及麻田散铁系不锈钢SAE 400系（5）奥斯田铁系不锈钢SAE 300系（6）析出硬化型不锈钢17 - 4PH，17 – 7PH，A – 286等含铝的标准渗氮钢，在氮化后虽可得到很高的硬度及高耐磨的表层，但其硬化层亦很脆。
相反的，含铬的低合金钢硬度较低，但硬化层即比较有韧性，其表面亦有相当的耐磨性及耐束心性。
因此选用材料时，宜注意材料之特征，充分利用其优点，俾符合零件之功能。
至于工具钢如H11（SKD61）D2（SKD – 11），即有高表面硬度及高心部强度。
3 技术流程编辑本段渗氮前的零件表面清洗大部分零件，可以使用气体去油法去油后立刻渗氮。
部分零件也需要用汽油清洗比较好，但在渗氮前之最后加工方法若采用抛光、研磨、磨光等，即可能产生阻碍渗氮的表面层，致使渗氮后，氮化层不均匀或发生弯曲等缺陷。
氮化处理的作用
氮化处理的作用一、氮化处理的概念和原理1.1 氮化处理的定义氮化处理，又称为氮化物处理，是指通过在材料表面加入氮元素，形成氮化物层并改善材料性能的一种表面处理方法。
1.2 氮化处理的原理通过将材料置于含氮化合物的气氛中，在高温下进行热处理，使氮离子与材料表面元素发生化学反应，形成氮化物层。
这种氮化物层具有优异的硬度、耐磨性和高温性能，能够有效改善材料的表面性能。
二、氮化处理的应用领域2.1 金属材料的氮化处理2.1.1 钢铁材料的氮化处理氮化处理可显著提高钢铁材料的硬度和耐磨性，使其适用于高切削速度和高负荷条件下的工具和零件制造。
2.1.2 铝合金的氮化处理氮化处理可在铝合金表面形成坚硬的氮化物层，显著提高其硬度和耐磨性，同时保持铝合金的轻质和高强度特性，广泛应用于航空航天和汽车工业。
2.2 陶瓷材料的氮化处理2.2.1 碳化硅陶瓷的氮化处理氮化处理可改善碳化硅陶瓷的高温性能和耐磨性，使其在航空航天、能源和化学工业等领域得到广泛应用。
2.2.2 氧化铝陶瓷的氮化处理氮化处理可增强氧化铝陶瓷的硬度和强度，提高其抗压强度和磨损性能，适用于高负荷和高温环境下的工程应用。
2.3 半导体材料的氮化处理2.3.1 硅的氮化处理氮化硅是一种重要的半导体材料，氮化处理可提高硅晶体的机械硬度和电性能，广泛用于微电子和光电器件的制造。
2.3.2 氮化镓的氮化处理氮化处理可形成氮化镓薄膜，提高其应变和禁带宽度，使其在射频和光电器件中具有更好的性能。
三、氮化处理的优点和局限性3.1 优点•提高材料的硬度和耐磨性；•增强材料的高温性能和抗氧化性能；•改善材料的电性能和光学性能；•增加材料的化学稳定性和生物相容性。
3.2 局限性•氮化处理过程复杂，对设备要求较高；•氮化层的厚度和成分控制较为困难；•高温处理可能引起材料变形或开裂；•氮化处理对于非金属材料应用较为有限。
四、氮化处理的工艺方法和设备4.1 工艺方法•氨气氮化法：将材料置于氨气气氛中，在高温下与氮化反应产生氮化物层。
氮化处理的优缺点
氮化处理的优缺点
氮化处理是一种表面处理方法，通过在材料表面形成氮化物层，从而改善材料的硬度、耐磨性、耐腐蚀性等特性。
它的优点主要包括：
1. 提高硬度：氮化处理能显著提高材料的硬度，使其具有较好的耐磨性和耐腐蚀性，从而延长材料的使用寿命。
2. 提高表面质量：氮化处理能改善材料的表面光洁度和平滑度，减小表面粗糙度，从而提高材料的表面质量。
3. 增加材料的强度：氮化处理可以增加材料的抗拉强度、抗压强度和抗弯强度，提高材料的机械性能。
4. 节约材料成本：相比于其他提高材料性能的方法，氮化处理可以在较低的温度和压力条件下进行，不需复杂的设备和工艺，节约了材料成本。
然而，氮化处理也存在一些缺点：
1. 局限性：氮化层只存在于材料表面，对于大尺寸或复杂形状的零部件来说，处理效果会受到限制。
而且，氮化层也不适用于所有材料，对于某些材料而言，氮化处理可能不适用或效果不佳。
2. 表面脆性：虽然氮化处理能提高材料的硬度和强度，但同时也会增加材料的脆性。
这就需要在设计和使用过程中特别注意，
避免材料的断裂和损坏。
3. 加工复杂性：氮化处理需要进行预处理和后续处理，涉及到高温高压的条件，加工工艺相对复杂。
这可能会带来额外的时间和成本。
综上所述，氮化处理具有提高硬度、改善表面质量和增加强度等优点，但同时也存在局限性、表面脆性和加工复杂性等缺点。
因此，在实际应用时需要综合考虑材料性能需求和处理成本，选择合适的表面处理方式。
铸件氮化处理
铸件氮化处理铸件氮化处理是一种通过高温处理和注入氮气的技术，使铸件表面形成一层氮化物层的过程。
它具有增强铸件表面硬度和耐磨性、提高铸件使用寿命、增加铸件耐腐蚀性、提高铸件表面抗疲劳能力等优点。
本文将从氮化处理的原理、工艺流程、优点、应用以及问题解决等方面进行详细探讨。
一、工艺原理在铸件氮化处理前，常常需要进行除油、去锈、喷砂等表面清洁处理。
接下来，将铸件放入密闭式炉中，在高温环境下注入氮气，使氮气渗透进入铸件表面组织中。
在一定的温度和压力下，氮气和铁元素结合，形成Fe-N化合物层，这种氮化物层硬度高、耐磨性强，可以有效提高铸件的使用寿命和耐腐蚀性。
二、工艺流程1、表面清理：清理铸件表面，去除灰尘、油污及其他杂物。
2、预热处理：将铸件放入高温炉中，进行预热处理，当温度达到设定温度后，铸件开始进行注氮处理。
3、氮化处理：注入氮气，让氮气渗透到铸件表面中，形成氮化物层，同时控制好温度和时间，确保铸件的质量。
4、冷却和清洗：等待处理结束后，铸件从炉中取出，进行冷却处理，然后再进行清洗和磨光等后续处理。
三、优点1、提高铸件硬度：氮化处理可以使铸件表面硬度提高3～10倍，大大延长使用寿命。
2、提高耐磨性：氮化物具有高硬度和耐磨性的特点，能够增加铸件的使用寿命。
3、提高表面抗腐蚀性：氮化层能够稳定地保护铸件表面，避免被腐蚀侵蚀，提高表面耐久性。
4、增加表面抗疲劳能力：氮化层有一定的韧性，增加了铸件的抗疲劳能力。
5、提高加工效率：氮化处理可以减少铸件加工过程中的磨损和冷却时间，提高加工效率。
四、应用1、汽车发动机零部件：氮化处理可以大幅提高汽车发动机的使用寿命和性能，如曲轴、凸轮轴、传动齿轮等。
2、航空航天领域：氮化处理可以提高航空航天领域中使用的铸件的耐磨性、抗腐蚀性和抗疲劳能力。
3、金属机械制造领域：氮化处理可以用于加工工具的注氮处理，提高工具的硬度和耐磨性，以及飞轮、连杆、变速箱等机械零部件。
4、塑料成型领域：氮化处理可以增加注塑模具的使用寿命。
氮化处理工艺 -回复
氮化处理工艺 -回复
氮化处理工艺是指将材料表面暴露在氮气环境中，通过热处理使氮原子渗透到材料表层形成氮化层的一种表面处理技术。
氮化处理可以提高材料的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和高温性能，同时还可以改善材料的表面光洁度和抗氧化性能。
常见的氮化处理工艺包括气体氮化、盐浴氮化和离子氮化等。
气体氮化是将材料置于高温高氮气氛中进行处理，通过热扩散使氮原子渗透到材料表层形成氮化层。
盐浴氮化是将材料浸泡在含有氮化剂的盐浴中加热处理，使氮原子渗透到材料表层。
离子氮化则是通过在真空中向材料表面轰击氮离子，使氮原子从离子束中沉积到材料表面。
氮化处理可以应用于各种材料，包括金属、陶瓷和塑料等。
它被广泛应用于工业领域，如航空航天、汽车、机械制造等。
氮化处理可以提高材料的硬度和耐磨性，延长材料的使用寿命，同时还可以改善材料的表面品质和耐蚀性能。
需要指出的是，氮化处理是一项复杂的工艺，需要控制好处理温度、氮气浓度和处理时间等参数，以确保处理效果的稳定性和一致性。
氮化处理的工艺
氮化包括气体氮化、辉光离子氮化和软氮化，软氮化是一种通俗的叫法，严格的讲，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（一般在0.4以下),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，在0.4㎜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。
变形方面应该是辉光离子氮化变形最小，实际中相差很小，很多时候几乎一样氮化包括气体氮化、辉光离子氮化和软氮化，软氮化是一种通俗的叫法，严格的讲，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（一般在0.4以下),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，在0.4㎜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。
变形方面应该是辉光离子氮化变形最小，实际中相差很小，很多时候几乎一样。
软氮化实质上是以渗氮为主的低温氮碳共渗，钢的氮原子渗入的同时，还有少量的碳原子渗入，其处理结果与一般气体氮化相比，渗层硬度较氮化低，脆性较小，故称为软氮化。
1、软氮化方法分为：气体软氮化、液体软氮化及固体软氮化三大类。
目前国内生产中应用最广泛的是气体软氮化。
气体软氮化是在含有活性氮、碳原子的气氛中进行低温氮、碳共渗，常用的共渗介质有尿素、甲酰胺、氨气和三乙醇胺，它们在软氮化温度下发生热分解反应，产生活性氮、碳原子。
氮化的作用和工艺要求
氮化的作用和工艺要求
氮化是一种工艺过程，通过在材料表面引入氮元素来改变其表面性质。
氮化常用于金属和合金的处理，其作用和工艺要求如下：
作用：
1.硬度增加：氮化可以显著提高材料表面的硬度和耐磨性，使其更耐用和耐磨损。
2.耐腐蚀性提高：经过氮化处理后的材料表面通常具有更好的抗腐蚀性能，更耐高温、耐腐蚀。
3.改善表面摩擦性能：氮化可以改善材料的表面润滑性能，降低摩擦系数。
4.提高导热性和电性能：在某些情况下，氮化处理可以提高材料的导热性和电性能。
工艺要求：
1.温度和时间控制：氮化过程通常需要在高温下进行，要求温度和时间能够精确控制。
常见的氮化方法包括气体氮化和盐浴氮化，它们的工艺条件略有不同。
2.氮气气氛：在气体氮化过程中，氮气气氛的控制是至关重要的。
材料暴露在氮气中，氮原子渗透到材料表面形成氮化层。
3.材料表面准备：在进行氮化处理之前，材料的表面通常需要经过清洁和抛光等处理，以确保氮原子能够充分渗透并均匀分布在表面。
4.冷却和处理后工艺：氮化完成后，通常需要适当的冷却和后续处理，如淬火、回火等，以保证材料具有理想的性能和结构。
5.工艺环境控制：控制氮化过程的工艺环境，包括气氛、压力、温度和处理时间等，对于确保氮化效果至关重要。
氮化是一种有效的材料表面处理方法，可以显著改善材料的性能，但需要在合适的工艺条件下进行，以确保所需的性能提升。
金属表面氮化处理工艺
金属表面氮化处理工艺
金属表面氮化处理是一种化学热处理工艺，它通过在金属表面渗入氮原子，形成一层氮化物膜，以提高金属表面的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和疲劳强度等性能。
以下是金属表面氮化处理的一般工艺流程：
1. 清洗：对金属表面进行清洗，去除表面的油污、锈蚀等杂质。
2. 预热：将金属放入炉中进行预热，以去除表面水分和油污，并提高氮化层的结合力。
3. 氮化：将氮气通入炉中，使其与金属表面接触，发生氮化反应，形成氮化物膜。
4. 冷却：氮化处理后，将金属从炉中取出，进行自然冷却或淬火冷却。
5. 后处理：对氮化处理后的金属表面进行清洗、抛光等后处理，以获得更好的表面质量。
需要注意的是，不同的金属材料和氮化工艺参数会对氮化层的性能产生影响，因此在实际应用中需要根据具体情况进行选择和调整。
氮化处理
氮化处理是指一种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。
经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。
本文源自宁波奇威金属科技材料运用研究所，刘先生 131 23 822 600氮化引；常见有液体渗氮、气体渗氮、离子渗氮。
氮化处理又称为扩散渗氮。
气体渗氮在1923年左右，由德国人Fry首度研究发展并加以工业化。
由于经本法处理的制品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温，其应用范围逐渐扩大。
例如钻头、螺丝攻、挤压模、压铸模、鍜压机用鍜造模、螺杆、连杆、曲轴、吸气及排气活门及齿轮凸轮等均有使用。
二、氮化用钢简介传统的合金钢料中之铝、铬、钒及钼元素对渗氮甚有帮助。
这些元素在渗氮温度中，与初生态的氮原子接触时，就生成安定的氮化物。
尤其是钼元素，不仅作为生成氮化物元素，亦作为降低在渗氮温度时所发生的脆性。
其他合金钢中的元素，如镍、铜、硅、锰等，对渗氮特性并无多大的帮助。
一般而言，如果钢料中含有一种或多种的氮化物生成元素，氮化后的效果比较良好。
其中铝是最强的氮化物元素，含有0.85～1.5%铝的渗氮结果最佳。
在含铬的铬钢而言，如果有足够的含量，亦可得到很好的效果。
但没有含合金的碳钢，因其生成的渗氮层很脆，容易剥落，不适合作为渗氮钢。
一般常用的渗氮钢有六种如下：（1）含铝元素的低合金钢（标准渗氮钢）（2）含铬元素的中碳低合金钢 SAE 4100，4300，5100，6100，8600，8700，9800系。
（3）热作模具钢（含约5%之铬） SAE H11 （SKD – 61）H12，H13 （4）肥粒铁及麻田散铁系不锈钢 SAE 400系（5）奥斯田铁系不锈钢 SAE 300系（6）析出硬化型不锈钢 17 - 4PH，17 – 7PH，A – 286等含铝的标准渗氮钢，在氮化后虽可得到很高的硬度及高耐磨的表层，但其硬化层亦很脆。
相反的，含铬的低合金钢硬度较低，但硬化层即比较有韧性，其表面亦有相当的耐磨性及耐束心性。
氮化处理的缺陷及原因分析
氮化处理的缺陷及原因分析氮化处理是一种常用的表面改性技术，通过在材料表面形成氮化物层，可以显著提高材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
然而，氮化处理也存在一些缺陷，主要包括氢脆、表面粗糙度增加、残余应力和起皱等问题。
下面将对这些缺陷及其原因进行分析。
首先是氢脆问题。
氮化处理过程中，常常将材料暴露在高温、高压的氨气环境中。
氨气分解产生的氢原子能够渗透到材料晶界内，并且与晶界处的金属原子发生化学反应形成金属氢化物，从而降低材料的延展性和韧性，导致氢脆现象。
此外，氮化处理过程中产生的高温还会导致材料结构的相变，从而进一步增加氢脆的可能性。
其次是表面粗糙度增加问题。
在氮化处理过程中，常常需要使用高能量的离子束轰击材料表面，以便使氮原子能够较好地渗透到材料内部。
然而，离子束轰击过程中会引发表面的物理损伤，如表面微裂纹和孔洞，从而导致表面粗糙度增加。
此外，热处理过程中也会导致材料的表面产生残余应力，进一步影响表面的光洁度和平整度。
第三是残余应力问题。
氮化处理通常需要在高温条件下进行，材料在高温下受热膨胀系数与氮化物的热膨胀系数不同，导致材料表面与内部产生应力差。
由于氮化物层形成的表面硬度较高，而材料内部的硬度较低，这种应力差会导致材料的残余应力增加。
残余应力的存在会降低材料的断裂韧性和疲劳寿命，从而对材料的力学性能产生不利影响。
最后是起皱问题。
氮化处理过程中，离子束轰击材料表面时会导致离子束的能量在表面部分集中，从而引发材料表面的局部熔化和准液态化现象。
当局部熔化后的材料重新凝固时，由于凝固速率的不均匀性，会引起材料表面形成起皱或凹凸不平的现象。
这种起皱现象不仅会降低材料的外观质量，还会对材料的接合性和耐磨性产生负面影响。
综上所述，氮化处理的缺陷主要包括氢脆、表面粗糙度增加、残余应力和起皱等问题。
这些缺陷的产生主要是由于氮化处理过程中的高温、高压环境以及离子束轰击等因素引起的。
为了解决这些问题，可以采取一些方法，如降低处理温度和压力、优化离子束轰击参数等，以提高氮化处理的效果和降低缺陷产生的可能性。
产品氮化表面颜色汇总
产品氮化表面颜色汇总
氮化是一种表面处理技术，可以在金属表面形成一层坚硬、耐磨、耐腐蚀的氮化层。
氮化处理后的产品表面颜色通常会发生变化，以下是一些常见的氮化表面颜色：
1. 银灰色：这是最常见的氮化表面颜色，通常是由于氮化层中的氮化物形成了一层银白色的薄膜。
2. 深蓝色：这种颜色通常是由于氮化层中的氮化物与基体金属发生反应，形成了一层深蓝色的化合物。
3. 金黄色：这种颜色通常是由于氮化层中的氮化物与基体金属中的铬元素发生反应，形成了一层金黄色的化合物。
4. 彩虹色：这种颜色通常是由于氮化层中的氮化物在表面形成了一层薄膜，反射出不同颜色的光线，形成了彩虹色的效果。
需要注意的是，氮化表面颜色可能会受到多种因素的影响，例如氮化工艺、材料成分、表面处理等。
因此，不同的氮化处理可能会产生不同的颜色效果。
如果你需要了解特定产品的氮化表面颜色，建议参考相关的产品规格或咨询制造商。
氮化处理颜色
氮化处理颜色
氮化处理是一种常用的表面处理方法，它可以为材料表面增加硬度和耐磨性。
同时，氮化处理还可以改善材料的耐腐蚀性和耐高温性能。
除此之外，氮化处理还可以使材料表面产生不同的颜色。
这些颜色的产生是由于氮化处理过程中，表面产生了一定厚度的氮化层，不同厚度的氮化层会导致不同的反射率和吸收率，从而呈现出不同的颜色。
一般来说，氮化处理后会出现深蓝色、浅蓝色、灰色、金黄色等不同颜色。
这些颜色的具体形成机制和颜色范围取决于氮化处理的方法和处理条件。
在实际应用中，氮化处理颜色除了具有美观的外观效果外，还可以用于区分不同材料的表面，以及区分不同氮化处理工艺的效果。
因此，氮化处理颜色在材料科学和工业生产中具有重要的应用价值。
- 1 -。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
氮化处理
一、定义
氮化[1]；渗氮
nitrding，nitrogen case hardenin
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。
常见有液体渗氮、气体渗氮、离子渗氮。
氮化处理又称为扩散渗氮。
气体渗氮在1923年左右，由德国人Fry首度研究发展并加以工业化。
由于经本法处理的制品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温，其应用范围逐渐扩大。
例如钻头、螺丝攻、挤压模、压铸模、鍜压机用鍜造模、螺杆、连杆、曲轴、吸气及排气活门及齿轮凸轮等均有使用。
二、氮化用钢简介
传统的合金钢料中之铝、铬、钒及钼元素对渗氮甚有帮助。
这些元素在渗氮温度中，与初生态的氮原子接触时，就生成安定的氮化物。
尤其是钼元素，不仅作为生成氮化物元素，亦作为降低在渗氮温度时所发生的脆性。
其他合金钢中的元素，如镍、铜、硅、锰等，对渗氮特性并无多大的帮助。
一般而言，如果钢料中含有一种或多种的氮化物生成元素，氮化后的效果比较良好。
其中铝是最强的氮化物元素，含有0.85~1.5%铝的渗氮结果最佳。
在含铬的铬钢而言，如果有足够的含量，亦可得到很好的效果。
但没有含合金的碳钢，因其生成的渗氮层很脆，容易剥落，不适合作为渗氮钢。
一般常用的渗氮钢有六种如下：
(1)含铝元素的低合金钢(标准渗氮钢)
(2)含铬元素的中碳低合金钢SAE 4100，4300，5100，6100，8600，8700，9800系。
(3)热作模具钢(含约5%之铬)SAE H11(SKD–61)H12，H13
(4)肥粒铁及麻田散铁系不锈钢SAE 400系
(5)奥斯田铁系不锈钢SAE 300系
(6)析出硬化型不锈钢17-4PH，17–7PH，A–286等
含铝的标准渗氮钢，在氮化后虽可得到很高的硬度及高耐磨的表层，但其硬化层亦很脆。
相反的，含铬的低合金钢硬度较低，但硬化层即比较有韧性，其表面亦有相当的耐磨性及耐束心性。
因此选用材料时，宜注意材料之特征，充分利用其优点，俾符合零件之功能。
至于工具钢如H11(SKD61)D2(SKD–11)，即有高表面硬度及高心部强度。
三、氮化处理技术
调质后的零件，在渗氮处理前须彻底清洗干净，兹将包括清洗的渗氮工作程序分述如下：
(1)渗氮前的零件表面清洗
大部分零件，可以使用气体去油法去油后立刻渗氮。
部分零件也需要用汽油清洗比较好，但在渗氮前之最后加工方法若采用
抛光、研磨、磨光等，即可能产生阻碍渗氮的表面层，致使渗氮后，氮化层不均匀或发生弯曲等缺陷。
此时宜采用下列二种方法之一去除表面层。
第一种方法在渗氮前首先以气体去油。
然后使用氧化铝粉将表面作abrassive cleaning。
第二种方法即将表面加以磷酸皮膜处理(phosphate coating)。
(2)渗氮炉的排除空气
将被处理零件置于渗氮炉中，并将炉盖密封后即可加热，但加热至150℃以前须作炉内排除空气工作。
排除炉内的主要功用是防止氨气分解时与空气接触而发生爆炸性气体，及防止被处理物及支架的表面氧化。
其所使用的气体即有氨气及氮气二种。
排除炉内空气的要领如下：
①被处理零件装妥后将炉盖封好，开始通无水氨气，其流量尽量可能多。
②将加热炉之自动温度控制设定在150℃并开始加热(注意炉温不能高于150℃)。
③炉中之空气排除至10%以下，或排出之气体含90%以上之NH3时，再将炉温升高至渗氮温度。
(3)氨的分解率
渗氮是铺及其他合金元素与初生态的氮接触而进行，但初生态氮的产生，即因氨气与加热中的钢料接触时钢料本身成为触媒而促进氨之分解。
虽然在各种分解率的氨气下，皆可渗氮，但一般皆采用15~30%的分解率，并按渗氮所需厚度至少保持4~10小时，处理温度即保持在520℃左右。
(4)冷却
大部份的工业用渗氮炉皆具有热交换几，以期在渗氮工作完成后加以急速冷却加热炉及被处理零件。
即渗氮完成后，将加热电源关闭，使炉温降低约50℃，然后将氨的流量增加一倍后开始启开热交换机。
此时须注意观察接在排气管上玻璃瓶中，是否有气泡溢出，以确认炉内之正压。
等候导入炉中的氨气安定后，即可减少氨的流量至保持炉中正压为止。
当炉温下降至150℃以下时，即使用前面所述之排除炉内气体法，导入空气或氮气后方可启开炉盖。
四、气体氮化技术
气体氮化系于1923年由德国AF ry所发表，将工件置于炉内，利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
0.02~0.02mm，其性质极硬HV 1000~1200，又极脆，NH3之分解
率视流量的大小与温度的高低而有所改变，流量愈大则分解度愈低，流量愈小则分解率愈高，温度愈高分解率愈高，温度愈低分解率亦愈低，NH3气在570℃时经热分解如下：
NH3→[N]Fe+2
N2
3
经分解出来的N，随而扩散进入钢的表面形成。
相的Fe2−3N气体渗氮，一般缺点为硬化层薄而氮化处理时间长。
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，一般使用有JIS、SACM1新JIS、SACM645及SKD61以强韧化处理又称调质因Al，Cr，Mo等皆为提高变态点温度之元素，故淬火温度高，回火温度亦较普通之构造用合金钢高，此乃在氮化温度长时间加热之间，发生回火脆性，故预先施以调质强韧化处理。
NH3气体氮化，因为时间长表面粗糙，硬而较脆不易研磨，而且时间长不经济，用于塑胶射出形机的送料管及螺旋杆的氮化。
五、液体氮化技术
液体软氮化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，液体软氮化的方法是将被处理工件，先除锈，脱脂，预热后再置于氮化坩埚内，坩埚内是以TF–1为主盐剂，被加温到560~600℃处理数分至数小时，依工件所受外力负荷大小，而决定氮化层深度，在处理中，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，氮化期间由于CNO之分解消耗，所以不断要在6~8小时处理中化验盐剂成份，
以便调整空气量或加入新的盐剂。
液体软氮化处理用的材料为铁金属，氮化后的表面硬度以含有Al，Cr，Mo，Ti元素者硬度较高，而其含金量愈多而氮化深
度愈浅，如炭素钢Hv 350~650，不锈钢Hv 1000~1200，氮化钢
Hv 800~1100。
液体软氮化适用于耐磨及耐疲劳等汽车零件，缝衣机、照相机等如气缸套处理，气门阀处理、活塞筒处理及不易变形的模具处。
采用液体软氮化的国家，西欧各国、美国、苏俄、日本、台湾。
六、离子氮化技术
此一方法为将一工件放置于氮化炉内，预先将炉内抽成真空达10−2~10−3Torr(mmHg)后导入N2气体或N2+H2之混合气体，调整炉内达1~10 Torr，将炉体接上阳极，工件接上阴极，两极间通以数百伏之直流电压，此时炉内之N2气体则发生光辉放电成正离子，向工作表面移动，在瞬间阴极电压急剧下降，使正离子以高速冲
向阴极表面，将动能转变为气能，使得工件去面温度得以上升，因氮离子的冲击后将工件表面打出Fe、C、O等元素飞溅出来与
氮离子结合成FeN，由此氮化铁逐渐被吸附在工件上而产生氮化
作用，离子氮化在基本上是采用氮气，但若添加碳化氢系气体则
可作离子软氮化处理，但一般统称离子氮化处理，工件表面氮气浓度可改变炉内充填的混合气体(N2+H2)的分压比调节得之，纯离子氮化时，在工作表面得单相的r′(Fe4N)组织含N量在
5.7~
6.1%wt，厚层在10μn以内，此化合物层强韧而非多孔质层，不易脱落，由于氮化铁不断的被工件吸附并扩散至内部，由表面至内部的组织即为FeN→Fe2N→Fe3N→Fe4N顺序变化，单相
ε(Fe3N)含N量在5.7~11.0%wt，单相ξ(Fe2N)含N量在
11.0~11.35%wt，离子氮化首先生成r相再添加碳化氢气系时使其变成ε相之化合物层与扩散层，由于扩散层的增加对疲劳强度的增加有很多助。
而蚀性以ε相最佳。
离子氮化处理的度可从350℃开始，由于考虑到材质及其相关机械性质的选用处理时间可由数分钟以致于长时间的处理，本法与过去利用热分解方化学反应而氮化的处理法不同，本法系利用高离子能之故，过去认为难处理的不锈钢、钛、钴等材料也能简单的施以优秀的表面硬化处理。