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。活性氮、碳原子被工件表面吸收,通过扩散渗入工件表层,从而获得以氮为主的氮碳共渗层。

气体软氮化温度常用560-570℃,因该温度下氮化层硬度值最高。氮化时间常为2-3小时,因为超过2、5小时,随时间延长,氮化层深度增加很慢。

2、软氮化层组织与软氮化特点:钢经软氮化后,表面最外层可获得几微米至几十微米的白亮层,它就是由ε相、γ`相与含氮的渗碳体Fe3(C,N)所组成,次层为的扩散层,它主要就是由γ`相与ε相组成。

软氮化具有以下特点:

(1)、处理温度低,时间短,工件变形小。

(2)、不受钢种限制,碳钢、低合金钢、工模具钢、不锈钢、铸铁及铁基粉未冶金材料均可进行软氮化处理。工件经软氮化后的表面硬度与氮化工艺及材料有关。

3、能显著地提高工件的疲劳强度、耐磨性与耐腐蚀性。在干摩擦条件下还具有抗擦伤与抗咬合等性能。

4、由于软氮化层不存在脆性ξ相,故氮化层硬而具有一定的韧性,不容易剥落。

因此,目前生产中软氮化巳广泛应用于模具、量具、刀具(如:高速钢刀具)等、曲轴、齿轮、气缸套、机械结构件等耐磨工件的处理。

与渗氮区别主要就是:

1、在一定温度下向试件表面渗入氮、碳,以渗氮为主,但非单纯渗氮。

2、处理时间比氮化短。

3、其表面白层相比渗氮白层而言脆性要小。

4、软氮化应用的材料比较广泛。

5软氮化比普通氮化周期短,温度略低,因此变形更小,但硬度与氮化层厚度略差,且气体软氮

化无毒

1,硬氮化:学名‘渗氮’,也有人称为常规氮化。渗入钢表面的就是单一的‘氮’元素,在方法上有气体法与离子法等。对于结构零件通常选用的钢种为含铬、钼、钛、铝等合金元素的专用钢,也有在其它钢种上进行渗氮的,例如不锈钢、模具钢等。渗氮处理的温度通常在480～540℃范围(既要保持工件的心部的调质硬度又要使渗氮层的硬度达到要求值),处理的时间按照要求深度不同,一般为15～70小时,甚至更长。渗氮的着眼点就是希望获得较深厚度(0、1～0、65mm,也有要求更深一些的)具有高硬度的呈弥散状的合金氮化物层(即扩散层),对于出现外表层的化合物层(白亮层)则希望尽可能的浅簿,甚至希望没有。

2,软氮化:学名‘氮碳共渗’,早期把苏联(俄罗斯)的液体法翻译为‘低温氰化’。现在国内流行的有气体法、无(低)毒液体法与离子法。渗入钢表面的元素以‘氮’为主,同时添加了‘碳’。碳的加入使表面化合物层(白亮层)的形成与性能得到某些甚至就是明显的改善。这里要强调一下,与渗氮不同的地方就是:氮碳共渗的着眼点就是希望获得一定厚度(一般为10～20μm,也有要求20μm以上的,目前实验室里据称在碳素钢上曾经达到的厚度为110μm)硬度高、脆性小、没有或很少疏松等性能优良的白亮层,至于次表面的扩散层,按照钢种与使用要求不同虽然有时需要作某些调整,但处于次要地位了。氮碳共渗的适用广泛,几乎覆盖所有常用钢种与铸铁。以碳素钢为例,按照氮碳共渗处理的温度分为铁索体氮碳共渗(520～590℃)与奥氏体氮碳共渗(600～720℃),处理的时间一般为2～6小时,前者获得的白亮层为铁氮化合物,后者快冷后在铁氮化合物层的下面还有一层含氮奥氏体＋马氏体层(5～12μm)。为了增强与改善白亮层的性能,我国的热处理工作者还采用了在渗氮的同时又单独或组合添加硼、氧、硫、稀土等元素,做了大量的工作,并且大都不同程度的取得瞧得出来的效果。这种探索,至今方兴未艾,就是热处理工作者孜孜以求的热点之一。

3,‘软氮化’含义不就是指获得的硬度比所谓的‘硬氮化’的硬度低,而就是含有简便、省事、费用低的意思。