零件的氮化处理相关知识
氮化处理
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。
氮化处理：提高材料硬度的关键技术
氮化处理：提高材料硬度的关键技术氮化处理是一种重要的材料表面处理技术，通过将金属或合金材料暴露在氮气环境中，使其表面形成一层硬度较高的氮化物层，从而提高材料的硬度和耐磨性。
这种技术在工业生产中具有广泛的应用，尤其是在航空航天、汽车和模具制造等领域。
氮化处理的关键技术主要包括气氛控制、温度控制和处理时间的选择。
首先，气氛控制是确保氮化处理成功的基础。
在氮化处理过程中，氮气是必不可少的气氛，它与金属材料表面相互作用，形成氮化物层。
因此，氧气、水蒸气等杂质的含量必须被严格控制在一定范围内，以保证氮化反应的进行和产物质量的稳定。
其次，温度控制是影响氮化处理效果的重要因素。
温度过高或过低都会对处理效果造成不良影响。
一方面，过高的温度可能导致材料表面烧结，使其变脆；另一方面，过低的温度会降低氮化反应的速度，使处理周期延长。
因此，选择合适的处理温度对于提高材料硬度是非常关键的。
最后，处理时间的选择也是影响氮化处理效果的重要因素。
处理时间过长或过短都会对氮化层的质量产生负面影响。
太长的处理时间可能导致氮化层过厚，而太短的处理时间则可能导致氮化层缺陷较多，影响材料的使用寿命。
因此，在进行氮化处理时，需要根据具体材料的要求和处理效果的需要，选择合适的处理时间。
总的来说，氮化处理是一种可以提高材料硬度的关键技术。
通过精确控制处理参数，如气氛、温度和时间等，可以使金属材料表面形成一层硬度较高、耐磨性较好的氮化物层，从而提高材料的抗磨损性能和使用寿命。
在工业生产中，氮化处理技术已经得到了广泛应用，对于提高材料的硬度和耐磨性具有重要意义。
随着科学技术的不断进步，氮化处理技术也在不断创新和完善，为材料加工和制造业的发展提供了有力支撑。
氮化处理技术作为一种重要的表面处理方法，可以显著提高材料的硬度和耐磨性，广泛应用于各个行业中。
下面将继续探讨氮化处理的关键技术以及其在材料硬度提高中的应用。
首先，氮化处理的关键技术之一是气氛控制。
氮化对零件尺寸的影响及防治对策
料不同的多组试样进行试验，结果如下：
材料牌号
名义
直径尺寸 mm 氮化前 氮化后
变化量
Φ30
+0.025
+0.030
+0.005
45
Φ50
+0.032
+0.036
+0.004
Φ65
+0.01
+0.015
+0.005
Φ30ห้องสมุดไป่ตู้
+0.02
+0.024
+0.004
20Cr
Φ50
+0.032
+0.036
+0.004
氮化后的再次加工。
我们引进的法国舍舍夫（SURSULF）工艺是 HBF 公司开发的一种表面处理工艺，在 565±5℃工作
温度下，由硫催化下的无公害低温盐浴氮化，卓越的渗氮能力使舍舍夫技术有效地解决钢和铸铁的磨
损摩擦、疲劳、咬合及腐蚀的各种问题，具有无公害、更高的耐疲劳强度、耐磨性和表面硬度，变形
极小，化合层完全由ε-氮化物组成，具有无脆化、氮化层均匀性极高。根据这些特点，我们制定活塞
氮化对零件尺寸的影响及防治对策
一、“肿胀”的本质 离子氮化后零件的“肿胀”实际上是零件尺寸变化的一种表现形式。尺寸变化是由于氮化时工 件表面吸收了大量的氮原子，生成各种氮化物或工件表层原始组织的晶格常数增大所致，宏观上
则表现为表层体积的略微增加。
氮化后零件的“肿胀”是一种普遍现象。各种氮化方法（气体氮化、液体氮化和离子氮化）处 理后的零件或多或少总会存在一定的“肿胀”。但应该说明的是：离子氮化后零件的“肿胀量”较其 它氮化方法要小。这是因为：离子氮化中的“阴极溅射”有使尺寸缩小的作用，因而抵消了一部分 氮化“肿胀量”。
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。
氮化对零件厚度
氮化对零件厚度
氮化对零件厚度有着重要的影响。
在机械工程中，零件的氮化是一个非常重要的工艺过程，它能够改善零件的硬度、韧性和耐磨性。
氮化可以对零件的表面进行处理，使得零件表面更加平滑，从而提高了零件的精度和质量。
氮化对零件厚度的处理，主要是通过在零件表面涂上一层氮化涂层，然后通过加热的方式，将涂层与零件表面均匀地结合在一起。
这种处理方式可以有效地改善零件表面的硬度、韧性和耐磨性，从而提高了零件的使用寿命和质量。
在实际应用中，氮化处理对于不同类型的零件有着不同的效果。
例如，对于一些需要较高硬度和韧性的零件，如汽车发动机的连杆和曲轴，氮化处理可以有效地增强它们的强度和韧性，从而提高了它们的可靠性和安全性。
而对于一些需要较高耐磨性的零件，如机器轴承和齿轮，氮化处理则可以有效地增强它们的耐磨性，从而延长了它们的寿命。
然而，氮化处理也存在一些缺点。
首先，它会导致零件表面变得更加粗糙，从而降低了零件的精度和质量。
其次，氮化处理后，零件表面容易产生氧化和腐蚀，从而降低了它们的寿命和可靠性。
因此，在实际应用中，需要根据不同零件的要求和实际情况，合理地进行氮化处理，以充分发挥其优点，并尽量避免其缺点。
同时，还需要对氮化处理后的零件进行充分的养护和保护，以保证它们的性能和质量。
低合金钢零件的气体氮化和热处理
低合金钢零件的气体氮化和热处理低合金钢是一种具有较低合金含量的钢材，其主要合金元素包括锰、铬、钼和钛等。
低合金钢具有良好的可焊性、可锻性和可切削性，同时还具有优异的强度和韧性。
然而，低合金钢零件在使用过程中，常常需要经过气体氮化和热处理工艺，以提高其表面硬度、耐磨性和抗腐蚀性能，下面将从气体氮化和热处理两个方面介绍。
首先是气体氮化工艺。
气体氮化是一种在高温高氮气氛中，将钢零件表面进行表面硬化改性的工艺。
常见的气体氮化工艺有氨气气体氮化和渗氮气氛气体氮化。
氨气气体氮化是通过将钢零件置于氨气气氛中，在高温条件下使氨气与钢零件表面发生反应，从而将氮原子渗透到钢材表面，形成一层富氮的硬化层。
而渗氮气氛气体氮化是将钢零件放入含有可溶性氮化物的高温熔盐中，在高温条件下使氮化物分解并与钢材表面发生反应，从而形成一层富氮的硬化层。
气体氮化可以使钢零件的表面硬度提高，同时还可以提高钢零件的耐磨性和抗腐蚀性能，延长其使用寿命。
其次是热处理工艺。
热处理是一种通过加热和冷却的方式改变钢材的组织和性能的工艺。
常见的热处理工艺包括退火、淬火和回火。
退火是将钢零件加热到一定温度后，在适当的时间内缓慢冷却，从而使钢零件的组织转变为均匀的软质组织。
退火可以消除钢零件的应力，提高其可加工性和可塑性。
淬火是将钢零件加热到临界温度后迅速冷却，使钢零件的组织迅速转变为硬质组织。
淬火可以提高钢零件的硬度和强度。
回火是将淬火后的钢零件加热到较低的温度后保温一段时间，然后缓慢冷却，从而使钢零件的组织在硬度和韧性之间达到平衡。
回火可以提高钢零件的韧性和抗冲击性能。
综上所述，低合金钢零件的气体氮化和热处理工艺对提高其表面硬度、耐磨性和抗腐蚀性能具有重要作用。
气体氮化工艺可以形成一层富氮的硬化层，提高钢零件的表面硬度和耐磨性。
热处理工艺可以改变钢零件的组织和性能，提高钢零件的硬度、强度和韧性。
通过合理应用气体氮化和热处理工艺，可以使低合金钢零件在使用过程中具有更好的性能和使用寿命。
热处理科普氮化知识
化学热处理——氮化知识简介一、氮化的机理氮化是将工件放入大量活性氮原子的介质中，在一定温度与压力下，把氮原子渗入钢件表面，形成富氮硬化层的热处理。
二、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。
二、氮化的实现方法1、气体氮化气体氮化是将工件放入一个密封空间内，通入氨气，加热到500-580℃保温几个小时到几十个小时。
氨气在400℃以上将发生如下分解反应：2NH3—→3H2+2[N]，从而炉内就有大量活性氮原子，活性氮原子[N]被钢表面吸收，并向内部扩散，从而形成了氮化层。
以提高硬度和耐磨性的氮化通常渗氮温度为500—520℃。
停留时间取决于渗氮层所需要的厚度，一般以0.01mm/h计算。
因此为获得0.25—0.65mm的厚度，所需要的时间约为20—60h。
提高渗氮温度，虽然可以加速渗氮过程，但会使氮化物聚集、粗化，从而使零件表面层的硬度降低。
对于提高硬度和耐磨性的氮化，在氮化时必须采用含Mo、A、V等元素的合金钢，如38CrMoAlA、38CrMoAA等钢。
这些钢经氮很后，在氮化层中含有各种合金氮化物，如：AlN、CrN、MoN、VN等。
这些氮化物具有很高的硬度和稳定性，并且均匀弥散地分布于钢中，使钢的氮化层具有很高的硬度和耐磨性。
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。
零件的氮化处理相关知识知识讲解
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。
由於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、螺桿、连桿、曲轴、吸气及排气活门及齿轮凸轮等均有使用。
一、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，宜注意材料之特徵，充分利用其优点，俾符合零件之功能。
至於工具钢如H11（SKD61）D2（SKD –11），即有高表面硬度及高心部强度。
二、氮化处理技术：调质后的零件，在渗氮处理前须澈底清洗乾净，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。
氮化处理
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0.8 5～1.5％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。
氮化处理优化技术在机械零部件制造中的应用分析
氮化处理优化技术在机械零部件制造中的应用分析氮化处理是一种常见的表面处理工艺，通过在材料表面形成氮化物层，不仅可以提高材料的硬度和耐磨性，还可以改善材料的耐腐蚀性能。
在机械零部件制造中，氮化处理优化技术的应用已经成为了一个重要的工艺。
首先，氮化处理可以显著提高机械零部件的硬度。
硬度是材料抵抗压痕、抵抗剪切和抵抗磨损的能力。
通过氮化处理，物体表面的硬度可以提高数倍甚至数十倍，从而显著改善了机械零部件的耐磨性能。
例如，在高速旋转的机械部件表面进行氮化处理，可以使其表面的硬度达到1000-1200HV，这种硬度甚至接近或超过硬质合金。
这样一来，在摩擦、磨损和冲蚀等环境中，氮化处理的机械零部件比常规材料具有更长的使用寿命。
其次，氮化处理还可以提高机械零部件的耐腐蚀性能。
机械零部件常常处于高温、高压、酸碱等腐蚀性环境中，表面的腐蚀会导致零部件的失效。
经过氮化处理，可以在材料表面形成一层致密的氮化物层，能够有效地阻挡腐蚀介质的侵蚀，从而提高了材料的耐腐蚀性能。
例如，在石油、化工等领域中，常常使用经过氮化处理的零部件，以提高其在腐蚀性介质中的使用寿命。
然后，氮化处理还可以改善机械零部件的表面质量。
氮化处理可以减少材料表面的粗糙度，提高其光洁度和平整度。
这对于一些对表面质量要求较高的机械零部件来说尤为重要。
例如，一些高精度的传感器、光学仪器等，经过氮化处理后，其表面质量可以达到镜面效果，提高了仪器的精度和灵敏度。
最后，氮化处理优化技术还可以改善机械零部件的工作性能。
氮化处理可以在材料表面形成氮化物层，这种层具有较高的化学稳定性和热稳定性，可以提高零部件在高温、高压、高速等工作条件下的稳定性和可靠性。
例如，在汽车发动机中，使用经过氮化处理的曲轴、凸轮轴等重要零部件，可以提高其在高温高压环境下的工作性能，降低零部件失效和损坏的风险。
综上所述，氮化处理优化技术在机械零部件制造中的应用是非常广泛的，可以提高零部件的硬度和耐磨性，改善耐腐蚀性能，优化表面质量，提升工作性能，从而提高机械零部件的使用寿命和可靠性。
零件的氮化处理相关知识
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。
由於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、螺桿、连桿、曲轴、吸气及排气活门及齿轮凸轮等均有使用。
一、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，宜注意材料之特徵，充分利用其优点，俾符合零件之功能。
至於工具钢如H11（SKD61）D2（SKD –11），即有高表面硬度及高心部强度。
二、氮化处理技术：调质后的零件，在渗氮处理前须澈底清洗乾净，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。
金属氮化处理种类及用途
金属氮化处理种类及用途金属氮化处理是一种通过在金属表面形成氮化物层来改善金属材料性能的方法。
通过金属氮化处理可以显著提高金属材料的硬度、耐磨性、耐蚀性和高温性能，从而提高材料的使用寿命和性能稳定性。
下面将介绍金属氮化处理的常见种类及其用途。
1. 气体氮化处理：气体氮化处理是最常见的金属氮化处理方法之一。
该方法是通过在金属表面暴露于含有氮气的高温气氛中，使金属与氮气发生化学反应，生成氮化物层。
常用的气体氮化方法有氨气氮化、氮气氮化等。
气体氮化处理可以显著提高金属材料的硬度和耐磨性，常用于汽车发动机零部件、刀具、模具等领域。
2. 离子氮化处理：离子氮化处理是采用离子源将氮离子注入到金属材料表面形成氮化层的方法。
离子氮化处理可以使金属材料的表面硬度显著提高，克服了气体氮化处理中氮化层产生的低温和低速的不足。
常用的离子氮化方法有直流离子氮化、脉冲离子氮化等。
离子氮化处理可以应用于机械设备的运动部件、航空发动机部件等对耐磨性和耐腐蚀性要求较高的场合。
3. 真空氮化处理：真空氮化处理是将金属材料置于真空环境中，在较高温度下通过注入氮气或氨气完成金属表面氮化的过程。
真空氮化处理可以避免气体氮化过程中金属材料表面的氧化和碳氮共渗等问题，保证氮化层的纯度和均匀性。
真空氮化处理常用于精密仪器、光学器件等领域，用于提高材料表面的硬度、光学透过率和耐蚀性。
4. 浸渗氮化处理：浸渗氮化处理是一种将金属材料浸渍于含有氮化物的盐溶液中，使氮化物在金属材料表面反应沉积而成的方法。
浸渗氮化处理具有工艺简单、成本低、操作方便等优点，常用于大型工件的表面处理。
浸渗氮化处理适用于金属钢铁材料的氮化处理，常用于汽车发动机缸套、轴承、齿轮等领域。
总的来说，金属氮化处理可以显著提高金属材料的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和高温性能，广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域。
不同的金属氮化处理方法根据具体应用的要求选择，以满足不同材料在不同环境下的使用需求。
铸件氮化处理
铸件氮化处理
铸件氮化处理是一种常见的表面硬化技术。
其主要过程是在高温和氮气气氛下，将铸件表面的铁原子与氮原子进行化学反应，从而形成氮化物层。
这种层能够显著提高铸件的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，使其更适合于高强度、高负荷的工作环境。
铸件氮化处理的过程通常分为两种类型：气体氮化和盐浴氮化。
气体氮化是指将铸件放置在氮气气氛中进行处理，这种方法适用于较小的铸件和简单的几何形状。
盐浴氮化则是将铸件浸泡在含氮化物的盐溶液中进行处理，这种方法适用于较大的铸件和复杂的几何形状。
铸件氮化处理的优点在于其成本相对较低，同时也能够提高铸件的使用寿命和性能。
然而，其也存在一些缺点，如易产生变形和裂纹等问题，需要在处理过程中注意控制。
因此，在进行铸件氮化处理时，需要根据具体情况采取不同的处理方法和参数，以确保处理效果和质量。
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氮化基础知识及设备的基本结构
氮化基础知识及氮化设备的基本结构（一）概论①什么叫渗氮？渗氮亦称氮化，是指在一定温度下，在含氮介质中使氮原子渗入模具表层的化学热处理方法。
②氮化优点：模具氮化后具有极高的表面硬度和耐磨性，高的疲劳性和高的耐腐蚀性，加热温度低，变形小。
③氮化缺点：处理的周期较长。
④氮化种类：按目的分类：强化渗氮和抗蚀渗氮按介质分类：气体渗氮、液体渗氮、固体渗氮按设备分类：气体渗氮、离子渗氮、低压脉冲渗氮（二）原理1、气体渗氮基本过程气氛形成、吸附、分解、吸收和扩散五个步骤。
氨气在400℃以上将发生如下反应：2NH3≒3H2＋2[N]⑴向炉内不断输入氨气⑵氨分子向金属表面迁移⑶氨分子吸附在金属表面⑷氨分子在相界面上不断分解，形成氮原子和氢原子⑸活性原子复合成分子，经相界面反应的扩散层界，不断从炉内排出⑹表面吸附的氮原子溶解于α-Fe中⑺氮原子由金属表面向内部扩散，并产生相应的浓度梯度⑻当超过α-Fe中的溶解度后，在表面开始形成氮化物⑼氮化物沿金属表面的垂直方向和平行方向长大⑽氮化物层不断增厚⑾从氮化物层向金属内部扩散。
2、合金元素对渗氮过程的影响①碳钢的含碳量越多，氮的扩散系数越小②合金元素的影响a、合金元素与氨的亲和力顺序，依次递增：Ni→Fe→Mn→Cr→Mo→W→Nb→V→Ti→Zr。
与氮的亲和力越强，形成的氮化物愈稳定。
b、H13渗氮时，形成合金氮化物主要由含Cr、Mo、V的碳化物与氮原子相互作用，在化合物层和扩散层形成三种弥散析出的CrN、MoN、VN2合金元素的氮化物，具有高的硬度和熔点，但很脆。
c、合金元素的存在阻碍氮在铁中的扩散。
3、渗氮层的性能特点①模具氮化后具有极高的硬度与耐磨性。
H13可达950HV-1200HV（相当于65.0-72.0HRC），因摩擦系数低，因此具有良好的耐磨性和减磨性②显著提高疲劳强度并降低缺口的敏感性；③可以抵抗水，过热蒸汽及碱性溶液的腐蚀；④渗氮表面白亮层的脆性是气体渗氮的主要问题之一，白亮层的脆性主要取决于它的相组成，主要决定因素是渗氮方法、渗氮规范和材料的化学成分。
qpq氮化表面处理工艺
QPQ氮化表面处理工艺一、清洗在QPQ氮化表面处理工艺中，清洗是首要步骤。
这一步骤的目的是去除工件表面的污垢、油脂和其他杂质，以确保后续处理的顺利进行。
通常使用有机溶剂、碱液或酸性溶液进行清洗，根据工件的材料和表面状况选择合适的清洗剂。
二、抛光抛光是为了进一步平滑工件表面，去除微小的瑕疵和不平整的部分，从而提高表面的光洁度。
抛光的方法包括机械抛光、化学抛光和电解抛光等，选择何种抛光方法应根据工件的材料、尺寸和表面质量要求而定。
三、氮化氮化是将工件置于含有氮和氢的气体中，通过氮原子渗入工件表面，形成一层致密的氮化物层。
氮化处理可以显著提高工件的硬度和耐磨性，同时还能提高耐腐蚀性能。
根据需要，可以选择不同的氮化温度和时间，以获得最佳的处理效果。
四、淬火淬火是使工件快速冷却至某一温度范围，以增加其硬度和耐磨性的过程。
在氮化后进行淬火处理，可以进一步提高工件的机械性能。
淬火的方法包括油淬、水淬和真空淬火等，选择何种淬火方法应根据工件的材料和尺寸而定。
五、回火回火是在淬火后进行的热处理过程，其目的是消除淬火过程中产生的内应力，提高工件的韧性和抗冲击性能。
根据需要，可以选择不同的回火温度和时间，以获得最佳的处理效果。
六、表面强化表面强化是通过物理或化学方法提高工件表面的硬度和耐磨性，从而提高其使用寿命的过程。
在QPQ氮化表面处理工艺中，表面强化通常是通过离子注入、激光熔覆或喷涂耐磨涂层等方法实现的。
这些方法能够显著提高工件的抗磨损和抗腐蚀能力。
七、涂装涂装是对工件表面进行装饰和保护的重要步骤。
通过涂装，可以赋予工件各种鲜艳的色彩和美观的外观，同时还能提高工件的耐腐蚀性能和耐磨性。
在QPQ氮化表面处理工艺中，通常使用高分子涂料或复合涂层进行涂装。
选择何种涂装材料应根据工件的使用环境和外观要求而定。
氮化热处理的流程
氮化热处理的流程氮化热处理呀，这可有点小复杂又很有趣呢。
一、氮化前的准备。
氮化之前呢，工件得处理得干干净净的。
就像是要给小宝贝洗澡一样，得把工件表面的油污、锈迹啥的都去除掉。
要是有脏东西在，氮化的时候就会捣乱啦。
可以用一些专门的清洗剂或者化学方法来清洗。
而且呀，工件的尺寸精度得先检查好，要是尺寸不对，氮化完了可能就不合适啦。
这就好比你买衣服，得先知道自己的尺码不是。
二、装炉。
把清洗好、检查好尺寸的工件放到氮化炉里。
这时候要注意摆放哦，不能让工件们挤在一起，就像大家坐公交车，都得有自己的小空间才行。
如果挤在一起，氮化的效果就会不均匀啦。
而且不同的氮化炉可能有不同的装炉要求，有的可能还需要一些特殊的夹具来固定工件呢。
三、氮化过程中的温度控制。
氮化的时候，温度可是个关键因素。
就像烤蛋糕，温度不对，蛋糕就烤不好。
一般来说，氮化的温度在五百多度到六百多度之间。
这个温度要保持得比较稳定哦。
如果温度忽高忽低，氮化出来的层的质量就会受到影响。
这就像人忽冷忽热容易生病一样。
在氮化的过程中，氮化炉会有专门的设备来监控和调节温度，就像有个小管家在看着一样。
四、氮化时间的把握。
氮化可不是一下子就能完成的事儿，需要一定的时间。
这个时间长短和很多因素有关呢，比如工件的材料、想要达到的氮化层的厚度等等。
有的可能需要几个小时，有的可能需要几十个小时。
就像炖肉，不同的肉需要炖的时间不一样。
如果时间不够，氮化层可能太薄，起不到应有的作用；要是时间太长，可能会浪费能源，还可能对工件有一些不好的影响。
五、氮化后的处理。
氮化完了之后，工件还不能马上就拿出来用。
得先让它慢慢冷却下来。
这个冷却过程也不能太快，太快了可能会让工件产生裂纹啥的。
就像刚运动完不能马上冲冷水澡一样。
冷却之后呢，还得对工件进行一些最后的检查，看看氮化层的质量是不是达到要求啦，尺寸有没有什么变化呀。
如果有问题，还得想办法补救呢。
氮化热处理就是这样一个需要细心、耐心，还带着点小技巧的过程。
模具氮化及氮化设备
4）、控温系统应保证炉子温度符合工艺要求。
气体渗氮设备
2、渗氮炉结构及其装置
1）、炉体、炉盖 2）、电器、温控系统：热电偶、温度计
3）、风搅拌系统：风机、导风筒
4）、供气及测量系统：气瓶、阀、压力表、分解仪 5）、水循环系统
渗氮装置示意图
图片
图片
氮化常见操作工艺及问题分析
氮化基础知识及氮化设备的基本结构
渗氮原理
（一）概论
1、什么叫渗氮？ 渗氮亦称氮化 ，是指在一定温度下，在含氮介质中使氮原子 渗入模具(工件）表层的化学热处理方法。 2、氮化优点： 模具氮化后具有极高的表面硬度和耐磨性，高的疲劳性和高 的耐腐蚀性，加热温度低，变形小。 3、氮化缺点： 生产周期较长。 4、氮化种类： 按目的分类：强化渗氮和抗蚀渗氮。 按介质分类：气体渗氮、液体渗氮、固体渗氮。 按设备分类：气体渗氮、离子渗氮、低压脉冲渗氮。
（二）原理
1、气体渗氮基本过程 气氛形成、吸附、分解、吸收和扩散五个步骤。氨气在400°C以上 将发生如下反应： 2NH3≒3H2+2［N］ 2、渗氮过程
1 ）：向炉内不断输入氨气 2 ）：氨分子向金属表面迁移 3 ）：氨分子吸附在金属表面 4 ）：氨分子在相界面上不断分解，形成氮原子和氢原子 5 ）：活性原子复合成分子，经相界面反应的扩散层界，不断从炉内排出 6 ）：表面吸附的氮原子溶解于a-Fe中 7 ）：氮原子由金属表面向内部扩散，并产生相应的浓度梯度 8 ）：当超过a-Fe中的溶解度后，在表面开始形成氮化物 9） ：氮化物沿金属表面的垂直方向和平行方向长大 10）：氮气物层不断增厚 11）：从氮化物层向金属内部扩散。
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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。
由於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、螺桿、连桿、曲轴、吸气及排气活门及齿轮凸轮等均有使用。
一、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，宜注意材料之特徵，充分利用其优点，俾符合零件之功能。
至於工具钢如H11（SKD61）D2（SKD –11），即有高表面硬度及高心部强度。
二、氮化处理技术：调质后的零件，在渗氮处理前须澈底清洗乾净，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。
但在渗氮前之最后加工方法若採用抛光、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。
此时宜採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於渗氮炉中，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（注意炉温不能高於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，但一般皆採用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。
三、气体氮化技术：气体氮化系於1923年由德国AF ry 所发表，将工件置於炉内，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0.02～0.02m／m，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 + 2/3 H2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於氮化之钢种，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，用於塑胶射出形机的送料管及螺旋桿的氮化。
四、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於韧性的氮化物，液体软氮化的方法是将被处理工件，先除锈，脱脂，预热后再置於氮化坩埚内，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，氮化期间由於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。
液体软氮化适用於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。
採用液体软氮化的国家，西欧各国、美国、苏俄、日本、台湾。
五、离子氮化技术：此一方法为将一工件放置於氮化炉内，预先将炉内抽成真空达10-2～10-3 Torr（㎜Hg）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昇，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採用氮气，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，由於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，由於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，由於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於长时间的处理，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如果是离子和气体氮化可以用汽油清洗，液体氮化可以煤油和70～80度纯碱水溶液，再水清洗，可以选择使用以下。
钢的热处理--软氮化为了缩短氮化周期，并使氮化工艺不受钢种的限制，在近一、二十年间在原氮化工艺基础上发展了软氮化和离子氮化两种新氮化工艺。
软氮化实质上是以渗氮为主的低温碳氮共渗，钢的氮原子渗及的同时，还有少量的碳原子渗入，其处理结果与前述一般气体氮相比，渗层硬度较低，脆性较小，故称为软氮化。
1、软氮化方法，软氮化方法分为气体软氮化和液体软氮化两大类。
目前国内生产中应用最广泛的是气体软氮化。
<,br>气体软氮化是在含有活性碳、氮原子的气氛中进行低温碳、氮共渗，常用的共渗介质有尿素、甲酰胺和三乙醇胺，它们在软氮化温度下发生热分解反应，产生活性碳、氮原子。
活性碳、氮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碳氮共渗层。
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、软氮化层组织和软氮化特点：钢经软氮化后，表面最外层可获得几微米至几十微米的白层，它是由ε相、γ`相和含氮的渗碳体F e3（C，N）所组成，次层为0。
3-0。
4毫米的扩散层，它主要是由γ`相和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极限、耐磨性和耐腐蚀性。
在干摩擦条件下还具有抗擦伤和抗咬合等性能。
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、高速钢刀具、曲轴、齿轮、气缸套等耐磨工件的处理。
应注意的是，气体软氮化目前存在问题是表层中铁氮化合物层厚度较薄（0.01-0.02mm），且氮化层硬度梯度较陡，故不宜在重载条件下工作。
另外，在氮化过程中，炉中会产生HCN这种有毒气体，因此生产中要注意设备的密封，以免炉气漏出污染环境。
离子氮化处理后零件的表面颜色应该为银灰色或者暗灰色。
如果出现其它颜色是不正常的。
如果出现黑色，说明氨气含水量大，氮化前应该进行干燥处理。
如果出现蓝色，说明离子氮化炉漏气，应该检查炉体的密封情况除上述大家所谈到的外，氮化处理的工艺复杂性高，尤其是离子氮化，对操作者的技能要求高。