常用表面渗硫方法
渗硫与渗氮工艺
渗硫和渗氮是两种不同的表面处理工艺，它们在钢铁表面处理中有着广泛的应用。
下面将对这两种工艺进行详细的介绍。
渗硫工艺是一种在钢铁表面形成硫化物膜的处理方法。
它通常在高温下进行，使硫渗透到钢铁表面的微孔中，形成一层致密的硫化物膜。
这种膜具有较高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，能够提高钢铁表面的性能。
渗硫工艺的过程主要包括以下几个步骤：1. 表面清洗：首先需要对钢铁表面进行清洗，去除表面的油污、杂质和水分等污染物，以确保表面清洁。
2. 预热：在渗硫之前，需要对钢铁表面进行预热，使其温度达到一定水平，以促进硫的渗透。
3. 渗硫处理：将钢铁放入渗硫设备中，在高温下进行硫渗透处理。
这个过程通常需要一定的时间，以使硫能够充分渗透到钢铁表面的微孔中。
4. 冷却：处理完成后，需要将钢铁表面冷却至室温。
渗硫工艺的优点包括：提高表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性，提高零件的使用寿命；降低零件的噪音和震动；减少摩擦系数，提高工作效率等。
然而，渗硫工艺也存在一些缺点，例如处理过程中会产生有毒气体，需要严格控制处理环境的安全性；此外，渗硫层的厚度和均匀性难以控制，需要较高的工艺水平。
渗氮工艺是一种在钢铁表面形成氮化物膜的处理方法。
它是在高温下将氮渗透到钢铁表面的微孔中，形成一层氮化物膜。
这种膜具有较高的硬度、耐磨性和抗腐蚀性，能够提高钢铁表面的性能。
渗氮工艺的过程主要包括以下几个步骤：1. 表面清理：与渗硫工艺一样，也需要对钢铁表面进行清理，去除表面的油污、杂质和水分等污染物。
2. 预热：与渗硫工艺相同，也需要对钢铁表面进行预热，以促进氮的渗透。
3. 渗氮处理：将钢铁放入渗氮设备中，在高温下进行氮渗透处理。
这个过程通常需要较长的时间，以使氮能够充分渗透到钢铁表面的微孔中形成氮化物膜。
4. 冷却：处理完成后，需要将钢铁表面缓慢冷却至室温。
渗氮工艺的优点包括：提高零件的硬度、耐磨性和抗腐蚀性；改善零件的疲劳强度和抗冲击性能；减少摩擦系数，降低噪音和震动等。
表面化学热处理技术
化学热处理渗碳：为了获得高硬度、高耐磨的表面及强韧的心部，渗碳后必须进行淬火加低温回火处理。
按渗碳介质可分为：气体渗碳、液体渗碳、固体渗碳。
渗氮：①渗氮层具有高硬度、高耐磨性；②渗氮层比热容打，在钢件表面形成压应力层可显著提高耐疲劳性能，渗氮层的耐疲劳性优于渗碳层；③渗氮层表面有化学稳定性高的ε相，能显著提高耐腐蚀性。
渗氮能形成性能优越的渗氮层，但由于工艺时间太长，使得生产率太低，成本高，应尽量少采用。
渗氮一般用在强烈磨损、耐疲劳性要求非常高的零件，有的场合是除要求机械性能外还要求耐腐蚀的零件。
碳氮共渗（俗称“氰化”）：按工艺温度分：低温碳氮共渗（520-580℃），工艺温度低，共渗过程是以氮原子为主、碳原子为辅的渗入过程，俗称“软氮化”；中温碳氮共渗（780-880℃）；高温碳氮共渗（880-930℃）。
优点：①与渗碳相比处理温度低，渗后可直接淬火，工艺简单，晶粒不易长大，变形裂倾向小，能源消耗少，共渗层的疲劳性和抗回火稳定性好；②与渗氮相比，生产周期大大缩短，对材料适用广。
氮碳共渗：氮碳共渗起源于西德，是在液体渗氮基础上发展起来的。
早期氮碳共渗是在含氰化物的盐浴中进行的。
由于处理温度低，一般在500-600℃，过程以渗氮为主，渗碳为辅，所以又称为“软氮化”。
氮碳共渗工艺的优点如下：①氮碳共渗有优良的性能：渗层硬度高，碳钢氮碳共渗处理后渗层硬度可达HV570-680；渗氮钢、高速钢、模具钢共渗后硬度可达HV850-1200；脆性低，有优良的耐磨性、耐疲劳性、抗咬合性和耐腐蚀性。
②工艺温度低，且不淬火，工件变形小。
③处理时间短，经济性好。
④设备简单，工艺易掌握。
存在问题是：渗层浅，承受重载荷零件不宜采用。
渗硼：渗硼是一种有效地表面硬化工艺。
将工件置于能产生活性硼的介质中，经过加热、保温，使硼原子渗入工件表面形成硼化物层的过程称为渗硼。
金属零件渗硼后，表面形成的硼化物（FeB、Fe2B、TiB2、ZrB2、VB2、CrB2）及碳化硼等化合物的硬度极高，热稳定性。
离子渗硫技术
渗硫技术自上世纪60年代问世以来，虽然有了一定的发展，但是由于目前有关渗硫工艺理论和工艺方法的研究尚不够深入，已有的渗硫工艺普遍存在一定的缺陷，故其应用并不广泛，还是一门不成熟的技术。
低温离子渗硫是将被渗金属零件放置在真空炉反应室中的阴极盘上，同时在真空炉中还放置固体硫(可选择多种供硫剂)。
硫在大气压下为固体，沸点为441℃，而在低气压下其沸点大大降低，1托（133.3Pa）时为188.8℃。
气压如果再降低，沸点还要有所降低；因此低气压下硫加热气化，气体硫充满反应室中；而在阴极和阳极间施加一电场，使硫气体电离，带正电的硫离子被高速加热轰击阴极，通过物理化学反应使置于阴极盘上的工件实现了渗硫。
其优点主要有：在较高电压电场作用下进行辉光放电，工件温度被控制在150～250℃，通过调节电场电压来调节工件加热温度和加热速度，保温时间可选用十几分钟到几小时，来控制渗层深度，渗层深度从几微米到几十微米；同时，可根据供硫剂进行多种工艺，如单纯离子渗硫、离子硫氮共渗和离子硫氮碳共渗等；另外，排除了比较复杂的清理工序与严重的环境污染，处理后的工件尺寸精度及表面光洁度良好，易实现生产的自动化。
金属表面硫化处理
金属表面硫化处理一、概述金属表面硫化处理是一种通过在金属表面形成硫化物膜来提高金属表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性的方法。
该方法可以应用于各种金属材料，如钢铁、铜、铝等，常用于制造机械零部件、汽车零部件、工具以及电子元器件等领域。
二、原理金属表面硫化处理的原理是将金属材料浸泡在含有硫化物的溶液中，在高温下进行反应，使得溶液中的硫离子与金属表面发生反应生成硫化物膜。
这种硫化物膜可以覆盖在金属表面上，从而提高了金属材料的硬度和耐磨性，并且还能够提高其抗腐蚀性能。
三、工艺流程1. 清洗：将待处理的金属材料进行清洗，去除表面污垢和油脂等杂质。
2. 预处理：在清洗后，将待处理的金属材料放入酸性或碱性溶液中进行预处理，以去除表面氧化物和其他污染物，为后续的硫化处理做好准备。
3. 硫化处理：将预处理后的金属材料放入含有硫化物的溶液中，在高温下进行反应，使得溶液中的硫离子与金属表面发生反应生成硫化物膜。
4. 冷却：将硫化处理后的金属材料进行冷却，使其表面形成坚固的硫化物膜。
四、影响因素1. 硬度和耐磨性：硬度和耐磨性是衡量金属表面硫化处理效果的重要指标。
影响这两个指标的因素主要有硫化剂种类、浓度、温度和时间等。
2. 耐腐蚀性：金属表面硫化处理能够提高金属材料抗腐蚀性能。
影响抗腐蚀性能的因素主要有溶液中含有氯离子等氧化剂、浸泡时间和温度等。
五、优点1. 提高了金属材料的表面硬度和耐磨性。
2. 能够提高金属材料抗腐蚀性能。
3. 处理方法简单，成本低廉。
六、缺点1. 硫化处理后的金属材料表面会变得粗糙，需要进行抛光或研磨处理。
2. 处理后的金属材料表面会变黑，不适用于需要保持金属原色的场合。
3. 硫化剂对环境有一定的污染。
七、应用领域1. 机械零部件：如齿轮、轴承等。
2. 汽车零部件：如发动机和传动系统零部件等。
3. 工具：如钻头、刀片等。
4. 电子元器件：如电子线路板等。
八、结论金属表面硫化处理是一种通过在金属表面形成硫化物膜来提高金属表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性的方法。
化学表面处理工艺
化学表面处理工艺
化学表面热处理又称化学热处理。
将钢件或合金工件置于适当的介质中加热保温,使一种或几种元素渗入它的表层,以改变其化学成分和组织,从而获得所需性能的热处理工艺。
工业中广泛采用的化学热处理方法都是在工件表层渗入某种元素,即所谓的渗入法,按所渗入的元素,可以将化学热处理分为渗非金属、渗金属及金属与非金属共渗3大类。
渗非金属包括渗碳、渗氮、渗硼、渗硅、渗硫以及氮碳共渗、碳氮共渗、氧氮共渗、硫氮共渗、硼硅共渗、硫氮碳共渗等;渗金属有渗铬、渗铝、渗锌、渗钒及铬铝共渗等;金属与非金属共渗有铝硅共渗、铬铝硅共渗、铝硼共渗、钛硼共渗、钛氮共渗等。
近年来,发展了另一大类化学热处理,是将具有某种特殊性能的化合物直接沉积于金属基体表面,形成一层覆盖层,例如气相沉积氮化钛、碳化钛等。
化学热处理主要用于提高工件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度或某种化学性能及物理性能等。
材料表面渗硫技术的研究进展
蚀性以及提高工件的工作寿命，已被广泛应用于低速齿
轮、模具、滑动轴承、轧辊、高速钢刀具、发动机气缸缸套
和活塞环等诸多领域中[7-8]。
1 硫化物润滑机理
员援员 磨损机理分析
在与摩擦副作用时，能有效降低摩擦磨损的方法大
致可分为三种：1）让固体偶件不直接接触，接触面之间用
液体（比如润滑油），各种气体的压力或者磁力使之分开；
2）采用对偶固体间相互结合力弱的结构；3）让固体偶件 结合部附近比较弱[9]。
当摩擦副相对运动时，渗硫层能够有效阻碍金属件
润滑油 渗硫层
对偶件
基体
基体
（a）
（b）
图 1 渗硫层减摩模型
S元素影响区 （c）
间的直接接触，以避免黏着的发生，其工作机理如图1所
示，图1（a）为摩擦即将开始，上下试样尚未接触产生摩擦 副；图1（b）磨损刚刚开始，这时对偶件对渗硫层“削峰填 谷”，剪切主要发生在渗硫层内部，润滑油易形成油膜；图 1（c）磨损继续，此时渗硫层被对偶件磨穿，但在侧面的渗 硫层仍起一定作用，一方面渗硫层会被对偶件带入磨痕 区域，另一方面磨损过程中由于摩擦热等其他原因渗硫 层中的硫化物被分解，使得活性硫原子向磨痕区域与对 偶件扩散，摩擦副边界易与空气中的氧气发生化学反应， 形成具有润滑作用的金属的氧化物[10]。 1.2 FeS减摩机理
lubrication mechanism of the sulfur-inhibiting process, and introduces the working principles and applied research of
硫氮共渗的目的及工艺方法
硫氮共渗的目的及工艺方法硫氮共渗是一种重要的表面处理技术，它结合了硫化和氮化的优点，能够显著提高金属材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
下面是关于硫氮共渗的目的及工艺方法的50条详细描述：1. 硫氮共渗的目的在于提高金属材料的表面硬度，以增强其耐磨性和耐腐蚀性。
2. 采用硫氮共渗工艺可以延长金属零件的使用寿命，减少维护成本。
3. 通过硫氮共渗，金属材料的表面能够形成一层具有高硬度和耐腐蚀性能的合金层，提高了其整体性能。
4. 硫氮共渗可以对金属材料进行局部表面处理，提高工件的使用寿命和可靠性。
5. 通过硫氮共渗，可以将金属材料的表面硬度提高数倍，从而适用于更为苛刻的工作环境。
6. 采用硫氮共渗工艺进行处理可以使金属材料的表面呈现出金属光泽，提高其外观质量。
7. 硫氮共渗能显著提高金属零部件的耐磨性，适用于高磨损场合的工作条件。
8. 通过硫氮共渗可以改善金属材料的表面粗糙度，提高其加工精度和表面质量。
9. 硫氮共渗能够大幅提高金属材料的耐蚀性，使之适用于潮湿、腐蚀性环境。
10. 硫氮共渗的目的之一是提高金属材料的抗疲劳性能，延长其使用寿命。
11. 采用硫氮共渗工艺可以实现对各种金属材料的表面处理，并且适用范围广泛。
12. 硫氮共渗可以在金属材料表面形成一层坚硬的保护膜，延缓金属材料的淬火变脆。
13. 通过硫氮共渗可以在不改变金属材料内部组织的情况下，显著提高其表面硬度。
14. 硫氮共渗工艺是一种绿色环保的表面处理技术，无需使用大量的有毒化学物质。
15. 采用硫氮共渗可以实现金属零件的批量化处理，提高生产效率。
16. 硫氮共渗工艺具有较高的加工效率，可以在较短的时间内完成对金属材料的表面处理。
17. 通过硫氮共渗可以实现对金属材料表面硬度的定向控制，满足不同部位的要求。
18. 硫氮共渗的目的之一是提高金属材料的导热性能，使得工件在高温环境下也具有较好的性能。
19. 采用硫氮共渗工艺可以在保持金属材料的原始尺寸和形状的情况下，对其表面进行强化处理。
硫氮共渗的目的及工艺方法
硫氮共渗的目的及工艺方法
《硫氮共渗的目的及工艺方法》
在现代工业制造中，提高材料的硬度和耐磨性是一个非常重要的需求。
为了满足这一需求，硫氮共渗技术应运而生。
硫氮共渗是一种通过将硫和氮元素共同渗入材料表面，以提高材料的力学性能和耐磨性的表面处理技术。
硫氮共渗的目的是在材料表面形成硫化物和氮化物的固溶体。
这些固溶体具有较高的硬度和耐磨性，能够有效降低材料的摩擦系数和磨损率。
因此，硫氮共渗可以显著提高材料的使用寿命和性能，特别是在高温、高压和腐蚀性环境下。
硫氮共渗的工艺方法主要包括化学硫氮共渗和物理硫氮共渗两种。
化学硫氮共渗是通过在材料表面形成氮化物的基础上，在一定温度下加入硫元素，并进行热处理来实现的。
在此过程中，硫和氮元素会共同渗入材料的晶体格子中，形成硫化物和氮化物的固溶体。
物理硫氮共渗则是通过在材料表面形成硫化物的基础上，在高温下通过氮化和硫化反应来共渗硫氮元素。
这种工艺方法可以在较短的时间内实现硫氮共渗，同时可以控制渗层的厚度和组织结构。
无论是化学硫氮共渗还是物理硫氮共渗，都需要在一定的温度范围内进行。
温度的选择需要根据不同的材料和要求来确定，一般情况下温度会在600-1000摄氏度之间。
此外，硫氮共渗还需要在特定的气氛中进行，常用的气氛有氮气、氢气、氨气和硫磺气等。
总之，硫氮共渗是一种有效的表面处理技术，可以显著提高材料的硬度和耐磨性。
根据不同的需求和材料，可以选择化学硫氮共渗或物理硫氮共渗的工艺方法。
通过合理控制温度和气氛等参数，可以实现理想的硫氮共渗效果，从而改善材料的使用性能。
低温电解渗硫工艺的应用
低温电解渗硫工艺的应用的报告，600字
低温电解渗硫工艺是一种应用于钢铁冶炼中的新型焊接技术，它可以在较低的温度下，采用简单的操作原理达到低焊接结合强度、低耗能的目标。
该技术目前正处于快速发展阶段，有望在钢铁领域取得重大成就。
低温电解渗硫工艺的主要原理是，将钢材表面的铁素体迅速降解，采用激光或电弧，使其转化为渗硫产物，从而形成较低的焊接温度。
低温电解渗硫工艺在钢铁冶炼领域具有诸多优势，例如：低耗能：采用该技术可以将焊接温度略低于常温，大大减少焊接能耗；结合强度高：由于在低温水平下焊接，可以有效确保焊接处的结合强度；无弧光及尘埃污染：低温电解渗硫工艺采用的激光焊接，可以避免产生尘埃及弧光等污染物；可实现自动焊接：采用低温电解渗硫工艺，可以实现自动焊接，极大提高了焊接效率；操作简单：采用该技术的操作及操纵简单，没有特殊的工艺要求，减少了焊接难度。
此外，低温电解渗硫工艺也存在一些局限性，如焊接后结合强度并不能达到比传统焊接技术更高的水平，焊接速度比较慢以及焊接处较容易形成裂纹等。
就目前来看，低温电解渗硫工艺在钢铁冶炼领域具有重要的作用，从而提高钢铁冶炼的效率，降低能耗，减少污染。
然而，低温电解渗硫工艺仍存在许多不完善的地方，未来应继续深入研究，解决上述问题，以期进一步提高工艺的完善性。
常用表面渗硫方法
常用表面渗硫方法目前，材料的表面渗硫方法主要有4种，分别是:液体渗硫、固体渗硫、气体渗硫、低温等离子渗硫等[5]。
1.1 液体渗硫电解渗硫是目前应用较多的渗硫方法，法国的低温盐浴电解法(即Sulf —BT法) 及其改进后的各种方法已被法、英、德、美、意、日等国广泛采用。
一般摩擦系数是未处理试样的30%～50% ，也有报导20号钢在室温电解渗硫时摩擦系数约为非渗硫10%～20% 。
中温渗硫是以硫酸钠作为含硫源，外加一些化学腐蚀剂，处理温度为550℃左右，保温时间取决于渗层的深度;低温渗硫常以(NH2)2CS 为主要试剂，辅助试剂有KSCN (NH2) 2CO 等物质，处理温度低于200℃，由于温度低，所需时间较长。
渗硫层易产生FeSO3 ，导致工件表面锈蚀，产生氰盐试剂有毒，介质易老化，造成环境污染，且工件的后道处理很麻烦，难以较好解决。
总之,液体渗硫由于盐浴存在污染严重、易老化变质、成分和活性难以控制等问题,处理后工件的质量尚不够稳定。
近年来在改进渗硫盐浴成分,减少环境污染方面已有较大的进展,有的盐浴成分基本无毒性,为盐浴渗硫的广泛应用创造了有利条件。
1.2 固体渗硫又称粉末渗硫，一般以FeS 粉为供硫剂，与适量的催化剂防粘接剂等制成50～100 目的细粉状混合物，在500℃～900℃高温炉中向工件表面渗硫，工艺类似于固体渗碳，加热温度和保温时间随工件材料不同而选择。
其优点是简便易行，投资少，成本低，通用性好。
缺点是劳动条件差，温度高，工艺时间长，质量不稳定，目前在生产上已应用不多。
1.3 气体渗硫即离子渗硫，是将含硫气体(如H2S，CS2 等)通入密闭炉中，加热使之分解出活性原子(离子)进行工件表面渗硫。
离子渗硫是一个广义的工艺概念。
实际应用中，它包含了单纯的离子渗硫、离子硫氮共渗和离子硫氮碳共渗等多种工艺，（一）离子渗硫工艺离子渗硫通常是在160～300℃的低温下进行的，常用的离子渗硫温度为180～200℃。
金属表面硫化处理
金属表面硫化处理1. 引言金属表面硫化处理是一种常见的表面处理方法，通过在金属表面形成硫化物层，可以提高金属的耐腐蚀性能、增加表面硬度以及改善润滑性能。
本文将全面、详细地探讨金属表面硫化处理的原理、方法和应用。
2. 原理金属表面硫化处理的原理是利用硫化物对金属表面进行改性。
硫化物可以使金属表面形成一层致密的硫化层，从而提高金属的耐腐蚀性能。
此外，硫化物还可以增加金属的表面硬度，改善摩擦和磨损性能。
3. 方法金属表面硫化处理的方法主要包括热浸渗法、热扩散法和化学反应法。
3.1 热浸渗法热浸渗法是使用硫化物盐溶液，将金属置于高温下浸渍一段时间，使硫化物在金属表面生成硫化层。
该方法适用于一些耐热金属，如铁、镍和钛等。
3.2 热扩散法热扩散法是通过在金属表面加热硫化剂，使硫化物在金属表面生成硫化层。
这种方法适用于一些低温金属，如铜和铝等。
3.3 化学反应法化学反应法是利用化学反应在金属表面生成硫化层。
常用的方法有浸泡法和喷涂法。
浸泡法是将金属浸泡在含有硫的溶液中，通过化学反应形成硫化层。
喷涂法是将含有硫的溶液喷涂在金属表面，通过干燥和加热使硫化层形成。
4. 应用金属表面硫化处理在工业领域有广泛的应用。
4.1 耐腐蚀保护金属表面硫化处理可以形成致密的硫化层，能够有效阻隔外界的腐蚀介质，提高金属的耐腐蚀性能。
因此，金属表面硫化处理常用于制作腐蚀介质较为严重的设备和工件，如化工设备和海洋设备等。
4.2 表面硬化金属表面硫化处理可以增加金属的表面硬度，提高金属的抗磨损性能。
这在一些机械设备的零部件中应用较多，如齿轮和轴承等。
4.3 润滑性能改善金属表面硫化处理可以改善金属的润滑性能，降低金属之间的摩擦系数。
这对于一些要求摩擦系数较低的设备非常重要，如发动机和轴承等。
4.4 节能环保金属表面硫化处理可以减少金属的磨损和腐蚀，延长设备的使用寿命，减少能源消耗和资源浪费。
因此，金属表面硫化处理可以节约能源，达到环保的目的。
低温电解渗硫工艺的应用
低温电解渗硫工艺的应用低温电解渗硫工艺是一种新兴的技术，它可以在低温下实现钢铁表面的渗硫处理，从而提高其耐磨性、耐蚀性和耐高温性。
在近年来的钢铁制造领域中，低温电解渗硫技术得到了广泛的应用和发展，取得了很好的效果。
本文主要介绍低温电解渗硫工艺的原理、应用及其在钢铁制造领域中的优势和发展前景。
一、低温电解渗硫工艺的原理低温电解渗硫技术是一种通过电解的方式，在钢铁表面形成一层硫化物薄膜的表面处理技术。
低温下电解，硫的电解离子可以在阴极表面与钢的表面发生化学反应，形成硫化物薄膜。
该薄膜可以提高钢铁表面的硬度、耐磨性和耐蚀性，从而达到延长钢铁使用寿命的目的。
二、低温电解渗硫工艺的应用低温电解渗硫技术在钢铁制造中的应用主要有以下几方面：（1）高速切削和磨削工具的制造利用低温电解渗硫技术可以提高高速切削和磨削工具的表面硬度和耐磨性，从而增强其使用寿命和切削加工精度。
（2）汽车制造领域在汽车工业领域中，低温电解渗硫技术可以被应用于汽车发动机的制造中，如进气歧管、气门、活塞、曲轴等部件的表面处理，从而增强其耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性，提高汽车的性能和寿命。
（3）船舶、航空航天制造领域利用低温电解渗硫技术可以提高船舶、航空航天等领域中零部件和结构材料的耐蚀性和耐磨性，从而增强其使用寿命和安全性。
三、低温电解渗硫技术的优势和发展前景低温电解渗硫技术相比较于传统的渗硫工艺具有以下几个优势：（1）低温电解渗硫技术不需要高温反应条件，可以在低温下进行，从而避免了热应力等问题。
（2）低温电解渗硫技术可以选用不同的电解液和电解条件，能够实现在钢铁表面形成不同厚度和不同种类的硫化物薄膜。
（3）低温电解渗硫技术不会破坏钢铁材料的基本性能，具有广泛的应用前景和发展空间。
总的来说，低温电解渗硫技术是目前钢铁表面处理领域的一项新兴技术，它具有很好的应用前景和发展优势。
在未来，低温电解渗硫技术将成为钢铁制造领域中不可或缺的一部分，为钢铁产业的发展提供新的技术支撑。
化学渗透法名词解释
化学渗透法名词解释
化学渗透法是一种通过化学反应来改变材料表面性质的方法。
它主要应用于金属和合金材料的表面处理，以提高其耐腐蚀性、耐磨性、耐热性、导电性等性能。
化学渗透法的原理是将材料浸泡在一种含有化学反应物的溶液中，通过反应物与材料表面发生化学反应，使反应物渗透到材料表面，形成一层新的化合物或合金。
这种新的化合物或合金具有比原材料更优异的性能，从而提高了材料的使用价值。
常用的化学渗透法包括氮化、碳化、硫化、氧化等。
其中，氮化是将材料浸泡在含有氨气的氮化剂溶液中，使氮原子渗透到材料表面，形成氮化层；碳化是将材料浸泡在含有碳原子的碳化剂溶液中，使碳原子渗透到材料表面，形成碳化层；硫化是将材料浸泡在含有硫原子的硫化剂溶液中，使硫原子渗透到材料表面，形成硫化层；氧化是将材料浸泡在含有氧原子的氧化剂溶液中，使氧原子渗透到材料表面，形成氧化层。
化学渗透法可以提高材料的表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性能，从而扩大材料的应用范围。
但是，该方法也存在一些缺点，如渗透层厚度不易控制、渗透过程时间长、成本较高等问题。
igm梯度渗硫
igm梯度渗硫
IGM 梯度渗硫（IGM gradient sulfiding）是一种化学热处理技术，主要应用于金属材料表面改性。
通过在金属表面形成一层具有梯度分布的硫化物膜，以提高金属的耐腐蚀性和耐磨性。
在IGM 梯度渗硫过程中，金属表面被加热到一定温度，并与含有活性硫元素的介质（如硫蒸气、硫化氢等）进行反应。
随着反应的进行，活性硫元素在金属表面逐渐积累，并形成一层硫化物膜。
由于硫化物膜的形成是一个扩散控制的过程，因此可以在金属表面形成具有梯度分布的硫化物层。
与传统的表面渗硫技术相比，IGM 梯度渗硫具有以下优点：
1. 渗硫层具有更好的耐腐蚀性和耐磨性；
2. 渗硫层具有更好的附着力和结合力；
3. 可以实现局部或整体表面改性；
4. 渗硫层厚度可调，以满足不同应用需求。
总之，IGM 梯度渗硫是一种有效的表面改性技术，可广泛应用于提高金属材料的耐腐蚀性和耐磨性。
渗硫与渗氮工艺
渗硫与渗氮工艺渗硫与渗氮工艺是一种常用的表面处理方法，用于改善金属材料的性能。
通过在金属材料表面形成硫化物或氮化物层，可以增加材料的硬度、耐磨性和耐蚀性。
渗硫工艺是将金属材料暴露在硫化物的环境中，使硫原子渗透到金属表面并与金属原子结合。
硫化物的形成不仅可以提高金属材料的硬度，还可以改善其耐磨性和耐蚀性。
渗硫工艺通常用于不锈钢、工具钢和合金钢等材料的加工中，以提高其表面硬度和耐腐蚀性能。
渗氮工艺与渗硫工艺类似，但是将金属材料暴露在氮化物的环境中。
氮原子渗透到金属表面后，与金属原子结合形成氮化物层。
氮化物层的形成可以显著提高材料的硬度和耐磨性，同时还能增加其抗腐蚀性能。
渗氮工艺常用于工具钢、不锈钢和铁基合金等材料的处理中。
渗硫与渗氮工艺在工业生产中具有广泛的应用。
例如，在汽车制造业中，发动机零部件常常需要具有高强度和耐磨性，通过渗硫或渗氮工艺可以提高这些零部件的性能。
在航空航天领域，渗硫与渗氮工艺可以用于改善航空发动机的叶片和涡轮等关键部件的性能。
此外，在机械制造、电子设备和化工等领域，渗硫与渗氮工艺也被广泛应用。
渗硫与渗氮工艺的发展离不开科技进步的推动。
随着材料科学和工艺技术的不断发展，渗硫与渗氮工艺的效率和效果都得到了大幅提升。
现代渗硫与渗氮工艺已经实现了自动化和数字化控制，能够精确控制渗层的厚度和成分，满足不同材料和应用的需求。
渗硫与渗氮工艺是一种有效的表面处理方法，可以大幅改善金属材料的性能。
通过渗硫或渗氮工艺，可以提高材料的硬度、耐磨性和耐蚀性，广泛应用于各个领域。
随着科技的不断进步，渗硫与渗氮工艺的发展前景将更加广阔。
- 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)。
常用表面渗硫方法
目前，材料的表面渗硫方法主要有4种，分别是:液体渗硫、固体渗硫、气体渗硫、低温等离子渗硫等[5]。
1.1 液体渗硫
电解渗硫是目前应用较多的渗硫方法，法国的低温盐浴电解法(即Sulf —BT法) 及其改进后的各种方法已被法、英、德、美、意、日等国广泛采用。
一般摩擦系数是未处理试样的30%～50% ，也有报导20号钢在室温电解渗硫时摩擦系数约为非渗硫10%～20% 。
中温渗硫是以硫酸钠作为含硫源，外加一些化学腐蚀剂，处理温度为550℃左右，保温时间取决于渗层的深度;低温渗硫常以(NH2)2CS 为主要试剂，辅助试剂有KSCN (NH2) 2CO 等物质，处理温度低于200℃，由于温度低，所需时间较长。
渗硫层易产生FeSO3 ，导致工件表面锈蚀，产生氰盐试剂有毒，介质易老化，造成环境污染，且工件的后道处理很麻烦，难以较好解决。
总之,液体渗硫由于盐浴存在污染严重、易老化变质、成分和活性难以控制等问题,处理后工件的质量尚不够稳定。
近年来在改进渗硫盐浴成分,减少环境污染方面已有较大的进展,有的盐浴成分基本无毒性,为盐浴渗硫的广泛应用创造了有利条件。
1.2 固体渗硫
又称粉末渗硫，一般以FeS 粉为供硫剂，与适量的催化剂防粘接剂等制成50～100 目的细粉状混合物，在500℃～900℃高温炉中向工件表面渗硫，工艺类似于固体渗碳，加热温度和保温时间随工件材料不同而选择。
其优点是简便易行，投资少，成本低，通用性好。
缺点是劳动条件差，温度高，工艺时间长，质量不稳定，目前在生产上已应用不多。
1.3 气体渗硫
即离子渗硫，是将含硫气体(如H2S，CS2 等)通入密闭炉中，加热使之分解出活性原子(离子)进行工件表面渗硫。
离子渗硫是一个广义的工艺概念。
实际应用中，它包含
了单纯的离子渗硫、离子硫氮共渗和离子硫氮碳共渗等多种工艺，
（一）离子渗硫工艺
离子渗硫通常是在160～300℃的低温下进行的，常用的离子渗硫温度为180～200℃。
供硫剂可采用二硫化碳（负压吸入，与丙酮的加入方式相似），也可采用硫化氢气体。
其中采用硫化氢作供渗硫源时，一般以H2S—Ar—H2作为渗硫气氛，高纯度（99.999%）的Ar和H2（比例为1:1）作为载体气，H2S的用量为总气体量的3%。
混合气的流量约为80～120L/h（对LDMC-75炉型而言）。
保温时间依据不同渗层的要求，可选用十几分钟至二小时，所得到的渗层深度从几微米至几十微米。
渗层组织是以FeS为主的化合物层，无明显的扩散层。
（二）离子硫氮共渗工艺
离子渗氮气氛中加入适量的含硫气氛即可实现离子硫氮共渗。
高硬度渗氮层的外表面的硫化物层能提高工件的减磨、抗咬合能力。
离子硫氮共渗工艺中可使用硫化氢或二硫化碳作为供硫剂。
在实际使用过程中，二硫化碳不是直接通入炉内使用，而是使用二硫化碳与水蒸汽的反应气，因此，操作起来有一定的难度，故使用较少。
渗氮气氛中通入适量的硫可以提高氮势，降低ε相的形成温度，加速渗氮过程，因而强烈影响渗层特征。
随着气氛中含硫量的逐步提高，渗层表面的含硫量开始也随之增高，总渗层也曾厚，但气氛中含硫量增至一定值时，渗层反而开始减薄，尤其在共渗温度高、共渗时间长的条件下，气氛中硫含量过高，工件表面易出现灰黑色粉末状沉积物，渗层脆性高，易剥落。
反之，若气氛中含硫量太低，则渗硫效果不明显且硫化物层结合不好。
基于以上分析和试验，当以硫化氢为共渗剂时，NH3:H2S以10～30:1较适宜。
硫氮共渗的温度依据材料的不同，可在480～570℃范围内选用。
硫氮共渗的时间依据对渗层的不同要求，多在两个小时之内。
离子硫氮共渗层的组织为多层结构，最表层为硫化物层（硬度低），次表层为氮的化合物层（高硬度区），里层为扩散层。
（三）离子硫氮碳共渗工艺
在离子氮碳共渗气氛中加入含硫气体，即可实现离子硫氮三元共渗。
研究认为，在离子氮碳共渗气氛中加入少量含硫气体，可提高氮和碳的活性，在低温下（如500℃）
也易形成ε相（S、N、C的化合物），而且可提高ε相中的含氮量。
因此，三元共渗的渗速更高，渗层质量相对更好，同样可提高工件的耐磨性、抗咬合能力和疲劳强度。
常用的作为硫氮碳共渗的气体配比有以下两种：
（1）CH4:H2S:NH3=3:2:20；
（2）(C2H5OH:CS2=2:1):NH3=1:20
离子硫氮碳共渗有两种操作方式：先进行氮碳共渗后再渗硫；通入混合气氛同时进行三元共渗。
离子硫氮碳共渗的温度可参照离子氮碳共渗的温度选择，通常在550～580℃范围内。
离子硫氮碳共渗的时间依据材料的不同而异，普通钢可选用570℃，2～3小时共渗；高速钢则采用低温（480～540℃）短时（15～120分钟）共渗工艺。
离子硫氮碳共渗层的组织为多层结构，自表及里依次为黑色多孔质地较软的FeS薄层、含硫的ε+γ化合物层以及含碳和氮的扩散层
可进行离子渗硫的材料种类较多，碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢以及各类硬质合金等均可实施离子渗硫处理[6]。
根据工艺温度可分中温气体渗硫和高温气体渗硫。
中温气体渗硫一般指520℃～620℃，包括有硫碳共渗，硫碳氧，硫氮碳，硫氮氧共渗等，其渗硫气源为混合汽化气体。
现已开发的典型工艺包括滴注式，离子共渗两大类，诸如滴注式气体硫氮共渗在热锻模、压铸模上的应用已取得良好的使用效果。
离子硫氮共渗具有节省能源、渗速快、无污染、变形小、质量高等优点，用于处理高铬高镍不锈钢时，无须去除钝化膜即可达到良好的渗入效果。
低温气体渗硫操作比较安全,劳动条件较液体渗硫好,渗后清洗容易;设备简单,投资小、成本低。
其缺点是渗速较低,工艺时间长,一般需要1～1.5h 才能达到所要求的渗层深度。
可用于硬度要求较高的经淬火、低温回火的碳素钢、合金钢零件和切削刀具,以提高其耐磨、减摩性能。
此外,真空蒸发渗硫也正在开发之中。
所谓真空蒸发渗硫是在真空度可达660 ×10 - 4 Pa 的真空炉罐中,于150～500℃下,使硫蒸发并附于零件表面而进行渗硫的一种工艺方法。
该工艺具有渗入速度快、渗层质量好、无公害等突出优点;其缺点是设备投资较大,操作技术要求高。
目前尚未推广应用[4]。
1.4 低温等离子渗硫
等离子态指电离化的气体，是物质的第4种状态。
利用低温状态下加压使含硫气体电离在工件表面渗硫是我国独立发展起来的一门新技术。
国内最早报道的是华南工学院（1979年），采用将H2S和NH3通入离子渗氮炉，炉压500Pa～1000Pa，于480℃～550℃下对高速钢离子渗硫，通过对渗硫层的X射线分析证实了FeS的存在。
自此以后，各种渗硫工艺相继被开发出来，各不相同，但渗硫温度逐步降低，保证了工件渗硫前后粗糙度基本上不发生变化。
低温离子渗硫的最大好处就是整个工艺在低温中进行，这样渗硫后，工件的表面变形会很小，甚至不变形，尤其是一些细小的零件，对其自身的加工外型要求较高，加工成型后，只适合于进行低温的后道处理。
低温真空等离子体渗硫的工艺方法原理是利用离子轰击，使工件表面形成FeS，达到渗硫目的，具体方法是将工件放在低真空容器的阴极板上，将真空容器外壳接阳极，加入少量硫。
在阴阳极两端加一直流电压，当电压达到某一数值时，此时硫在电场作用下直接电离成硫离子，气体电离后所得正离子，在向阴极运动时，在阴极附近受到急剧的阴极压降作用而加速，这种高速运动的离子轰击金属表面，进入金属基体内，形成渗硫层。
该方法具有真空度要求低、渗硫工艺温度低，节省能源、工作可靠性强等优点。
低温真空等离子体渗硫工艺方法，其特征在于包括下列步骤：待渗硫工件首先进行前处理，即清洗工作，采用汽油和煤油清洗及超声波清洗的方法以去掉待渗硫面的油污及杂质，非渗硫面要进行覆盖、屏蔽等作业；待渗硫工件清洗之后放入大型工业化合成炉内，工件为阴极，炉壳为阳极，升温并抽真空至50Pa，向炉内通氨气和硫化氢，保持真空不高于50Pa，升高电压至起辉光为止，当温度升到预定温度后，开始保温；保温结束后，停止供气并抽气，切断辉光电源，零件在渗硫气氛中随炉冷却，待零件降至60℃以下方可出炉，出炉后及时除油防锈。