软氮化热处理
【CN209702834U】一种软氮化热处理装置【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920277424.0(22)申请日 2019.03.06(73)专利权人 宁波兴波机械有限公司地址 315800 浙江省宁波市北仑区庙前山路195号(72)发明人 顾逸蓉 孙建达 戴元国 (74)专利代理机构 宁波市鄞州甬致专利代理事务所(普通合伙) 33228代理人 李迎春(51)Int.Cl.C23C 8/30(2006.01)(54)实用新型名称一种软氮化热处理装置(57)摘要本实用新型公开了一种软氮化热处理装置，包括热处理炉、放料炉和取料炉，所述热处理炉内设有若干根加热丝，所述热处理炉内设有多组转动轴，所述转动轴上设有转动滚轮，所述热处理炉的侧壁设有多组通孔供所述转动轴放置，所述热处理炉的两侧分别设有进料孔和出料孔，所述进料孔位于所述放料炉那端，所述出料孔位于所述取料炉那端，所述进料孔和出料孔位于每组所述通孔的上方，所述进料孔位于热处理炉内壁的一侧设有阀片，所述出料孔位于热处理炉外壁的一侧设有所述阀片，本实用新型的有益效果是：保证工件受热均匀，防止由于受热不均造成的工件变形。
权利要求书1页 说明书3页 附图3页CN 209702834 U 2019.11.29C N 209702834U权 利 要 求 书1/1页CN 209702834 U1.一种软氮化热处理装置，包括热处理炉(1)、放料炉(2)和取料炉(3)，其特征在于：所述热处理炉(1)内设有若干根加热丝，所述热处理炉(1)内设有多组转动轴(1.1)，所述转动轴(1.1)上设有转动滚轮(1.1.1)，所述热处理炉(1)的侧壁设有多组通孔(1.2)供所述转动轴(1.1)放置，所述热处理炉(1)的两侧分别设有进料孔(1.3)和出料孔(1.4)，所述进料孔(1.3)位于所述放料炉(2)那端，所述出料孔(1.4)位于所述取料炉(3)那端，所述进料孔(1.3)和出料孔(1.4)位于每组所述通孔(1.2)的上方，所述进料孔(1.3)位于热处理炉(1)内壁的一侧设有阀片(4)，所述出料孔(1.4)位于热处理炉(1)外壁的一侧设有所述阀片(4)。
硬氮化、软氮化
硬氮化和软氮化工艺等方面的比较我在外工作多年，在工作中经常会遇到客户送来的产品需要氮化处理。
但当我们问到是氮化或软氮化时，他们就不知到了。
因为他们都是机械设计方面的技术人员，对热处理知识了解的不是太多。
所以，我们就得耐心的给他们讲解氮化和软氮化的区别和性能，包括生产成本等等。
所以，有必要将氮化和软氮化的工艺特点及主要应用范围进行了整理，供机械设计方面的工程技术人员在产品设计过程中参考。
一、硬氮化和软氮化方法、特点及主要应用范围。
二、国家标准对软氮化和硬氮化工艺方面的要求：1、GB/T18177-2000《钢的气体渗氮》(硬氮化)根据不同的渗层有多种工艺供选择。
2、⑴JB/T4155-1999《气体氮碳共渗》(软氮化)一般只有一个工艺范围供选择,常用的共渗温度为540-570℃，保温2-4H，处理过程要注意炉温波动及渗剂的加入量；工件进炉后，排气速度宜快，升温速度要控制，必要时可采取预热措施。
⑵对表面色泽有要求的工件，在升温阶段及共渗后冷却过程中，必须在渗氮气氛或其它保护气氛中进行。
三、检测方面：1、GB/T18177-2000《钢的气体渗氮》中检验方法中规定：⑴裂纹、开裂等可用肉眼判别，也可采用磁粉或渗透探伤等方法鉴别。
⑵表面硬度检验：根据产品要求以及渗层深度采用不同的负荷。
⑶渗层脆性检验：共5级，一般零件1-3级合格，重要零件1-2级合格。
⑷渗氮层疏松检验：共5级，一般零件1-3级合格，重要零件1-2级合格。
⑸渗氮扩散层中氮化物检验：共5级，一般零件1-3级合格，重要零件1-2级合格。
2、JB/T4155-1999《气体氮碳共渗》(软氮化)中检验方法中规定：⑴表面硬度及渗层深度见下表气体氮碳共渗后的表面硬度和渗层深度⑵化合物疏松层是其必检项目。
共5级，一般零件1-3级合格，重要零件1-2级合格。
四、软氮化和硬氮化之间的比较：1、渗层组织：软氮化后的渗层组织与气体氮化相似，由化合物层和扩散层组成。
盐浴软氮化处理
盐浴软氮化处理介绍盐浴软氮化处理是一种金属材料表面处理方法，通过在高温下将金属材料浸泡在含有盐类和氨气的盐浴中，使金属表面形成一层氮化物保护膜，从而提高材料的硬度和耐磨性。
该方法在金属材料的制备和加工过程中具有广泛的应用。
盐浴软氮化处理的原理盐浴软氮化处理的原理是利用盐类和氨气在高温下反应生成氨气和金属盐的氮化物。
盐浴中的盐类和氨气会与金属表面进行反应，形成一层致密的氮化物保护层。
这层氮化物保护层具有较高的硬度和耐磨性，可以有效地提高金属材料的表面性能。
盐浴软氮化处理工艺步骤盐浴软氮化处理包括预处理、软氮化处理和后处理三个步骤。
预处理1.清洗：将金属材料浸泡在酸性或碱性清洗液中，去除表面的油污、氧化物和其他杂质。
2.退火：通过加热和冷却的过程，使金属材料内部的结构恢复到初始状态。
3.抛光：利用机械或化学方法对金属材料的表面进行抛光，使其光洁度提高，为软氮化处理做好准备。
软氮化处理1.盐浴制备：将适量的盐类和氨气加入盐浴槽中，控制盐浴的温度和浓度。
2.材料浸泡：将经过预处理的金属材料浸入盐浴中，保持一定的时间。
3.软氮化：在高温下，金属材料表面的金属和盐浴中的盐类和氨气发生反应，生成氮化物保护层。
4.控制时间：根据金属材料的性质和要求，控制软氮化处理的时间，以获得理想的表面性能。
后处理1.冷却：将软氮化处理后的金属材料从盐浴中取出，冷却到室温。
2.清洗：对软氮化处理后的金属材料进行清洗，去除盐类和其他杂质。
3.热处理：根据需要，对软氮化处理后的金属材料进行热处理，以消除内部应力和改善材料的性能。
4.检测：对软氮化处理后的金属材料进行各项性能和质量检测，确保达到要求。
盐浴软氮化处理的应用盐浴软氮化处理在金属材料的制备和加工过程中有广泛的应用。
以下是一些典型的应用领域：航空航天在航空航天领域，金属材料需要具备较高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能。
盐浴软氮化处理可以提高金属材料的表面性能，增加材料的使用寿命，同时提高航空器的安全性和可靠性。
漫谈二关于气体氮碳共渗软氮化表面白亮层的控制问题〖化学热处理〗热
漫谈二关于气体氮碳共渗软氮化表面白亮层的控制问题〖化学热处理〗热000000000000001，如果说渗氮的目标是希望表面获得少无白亮层又有足够深度的扩散层，同时要求保持心部调质状态的高强韧性--见漫谈(一);那么，氮碳共渗(含短时氮化)则希望表面获得一定厚度、性能优良的白亮层，至于氮碳共渗时产生的扩散层有多厚，以及对心部机械性能的要求上，除特殊要求(比如某些模具、高耐磨零件等)以外，一般不作明文规定。
这是这两种工艺方法在技术目标层面上最基本的区别。
2，氮碳共渗工艺覆盖的钢种很宽，几乎所有的钢牌号到铸铁都可以用得上。
氮碳共渗之所以应用如此广泛，是因为那一层厚度不大的白亮层，具有高硬度、高耐磨和有一定抗蚀能力，同时在钢表面形成压应力可以提高一些疲劳性能;其二，在价廉的碳素钢和低合金钢上，可以很容易获得较好的白亮层。
良好的性价比，使这种工艺技术在轻负荷零件、精密的机械零件以及某些大路货的耐大气腐蚀上得到设计师和厂商们的普遍赞誉和认可。
然而，必须指出，它不可能替代重负荷零件所需要的渗氮，就像目前的渗氮不能完全替代渗碳一样。
3，白亮层的控制主要有两个方面，一是厚度，二是相结构。
厚度要求取决于零件的服役条件，也受钢牌号和相结构的限制，最常见的要求是5~25μm范围内选择。
白亮层的相结构与脆性直接关联，获得性能比较良好的白亮层，应当以单相ε或单相γ，组织为上等，而不是现在大都是那种ε+γ，双相组织。
(参见.ge%3D2page=230楼'孤鸿踏雪'的帖子)。
由于形成γ，化合物的含氮量范围很窄，韧性较好的纯γ，的厚度只能很浅薄(有其特定用途)，获得一定厚度的单相ε组织就成了热处理工作者氮碳共渗当前追寻的一个课题(参见)。
由于技术方法对限制，目前相关标准中检测白亮层脆性等级的尺度较大，难以判别脆性程度上的细微差别，也就是说，同样都是1级水平，由于相结构上的差别在使用性能上将有所区分，然而，并没有引起工程界的特别注意。
软氮化原理
软氮化原理
一、软氮化原理是啥呢？
软氮化啊，其实就是一种表面处理技术啦。
它主要是在一定的温度下，把氮原子渗入到工件的表面。
这氮原子可调皮了呢，它就往工件表面的那些小缝隙、小晶格里面钻呀。
你可以想象一下，工件就像一个小房子，氮原子就是那些想找地方住的小客人。
软氮化的这个过程，就像是小客人在找房子的空房间住进去一样。
这个过程中呢，氮原子和工件表面的铁原子之类的呀，就会发生一些反应，形成一些特殊的化合物层。
这些化合物层可厉害了，它们能让工件的表面硬度增加，就好像给工件穿上了一层坚硬的铠甲一样。
而且啊，还能提高工件的耐磨性呢，就像给它穿上了一双耐磨的鞋子，让它在各种摩擦的环境里都能走得更久更远。
还有哦，软氮化后的工件，它的抗腐蚀性也会变强。
就像给工件打了一把抗腐蚀的小伞，在那些容易生锈或者被腐蚀的环境里，它就能很好地保护自己啦。
软氮化的原理涉及到一些化学和物理的知识啦。
从化学角度来说，氮原子和铁原子的结合是有一定的化学键形成的，这些化学键让表面的结构变得更加稳定。
从物理角度看呢，氮原子进入工件表面后，会改变表面的晶格结构，让它变得更加紧凑，这样硬度就增加了。
反正呀，软氮化就是一个超级有用的表面处理技术，能让好多
工件变得更厉害、更耐用呢。
碳氮共渗浅析
碳氮共渗与氮碳共渗其实没有什么区别，热处理一般的都通称为碳氮共渗。
只是碳氮共渗又分为：1.高温碳氮共渗，以渗碳为主，加热到奥氏体化，渗层深。
2.中温碳氮共渗，以渗碳为主，加热到奥氏体化，但温度比高温碳氮共渗低，渗层较浅，又叫氰化
3.低温碳氮共渗，以渗氮为主，加热到共析线以下，组织不发生相变，变形很小，又叫软氮化。
但我认为如果在0.5mm以内时，一次离子渗就可以达到，可以根据零件实际需要对渗层深度进行修正，这样即可以节约成本又可以满足使用需要。
碳氮共渗（carbonitrided）与氮碳共渗（nitrocarburized）的区别：
1、 碳氮共渗carbonitriding ：在奥氏体状态下，同时将碳、氮渗入钢件表层，并渗碳为主的化学热处理工艺。
气体软氮化（碳氮共渗）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。 可以看出碳氮共渗的温度最高，其组织由ε相、γ相和含氮的渗碳体Fe3（C，N）所组成，所以热应力和组织应力都较前两者大，再者渗层薄，所以不能承受重载。但这种处理也有优点，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。
4.碳氮共渗热处理的工艺温度低,一般淬火后的变形也小.
影视版主 2009-03-03 06:48
渗碳与碳氮共渗是有区别的:
渗碳一般都用880~940度,而碳氮共渗使用的温度比较低,一般在800~860度.
ummvixf 2009-03-03 06:49
2楼的说的不完全,对一些有安全要求的产品来说,选择渗碳更好点.其实两种工艺各有各的优点,具体要根据零件的服役条件及性能要求而选择.
汽车曲轴的软氮化技术
汽车曲轴的软氮化技术为提高曲轴的疲劳强度，许多曲轴生产厂采用了气体软氮化技术（气体软氮化是一种由液体软氮化发展起来的、化学热处理工艺,其实质是以渗氮为主的低温碳氮共渗。
它的特点是处理温度低、时间短,工件变形小,质量稳定,不受钢种限制,能显著提高零件的耐磨性、疲劳强度、抗咬合、抗擦伤等性能,同时还能解决液体软氮化中的毒性问题,避免了公害,因而劳动条件好。
此外,设备和操作都简单,容易推广。
其基本原理是气体软氮化的原理是在530°～580℃的气氛中产生2CO →[C]+CO_2(渗碳)及2NH3→2[N]+3H_2(氮化)反应,使钢铁表面形成氮化物或碳氮化物。
），其中采用这项技术以山东曲轴总厂、潍坊柴油机厂、重汽集团复强动力公司等为典型代表。
仅山东曲轴总厂，就拥有连续软氮化生产设备及5-2型气体软氮化设备近10多台。
而重汽集团复强动力公司设备能力达到技术国内最先进、功率最大、装炉量最多，同时比同行业设备更具有节能环保效应。
目前，国内生产曲轴所采用的典型材料为45钢和42CrMoTi。
曲轴气体软氮化与处理其他软氮化零件相类似，其氮化工艺过程一般要经过前清洗、升温、保温、冷却、后清洗等5个阶段，包括出装炉。
不同的厂家在气体软氮化工艺上略有不同。
1.前清洗工艺待处理零件装炉前应通过清洗使零件表面清洁无油，目前采用的主要清洗方法主要有下列方式：高温蒸汽加清洗剂洗涤然后加高温蒸汽漂洗涤、自动清洗机清洗、汽油擦洗。
清洗的好坏将直接影响曲轴的处理质量和延长处理周期。
如果曲轴表面脏，处理后的曲轴表面附着很多碳黑，既影响产品外观又影响产品质量。
经改进清洗工艺后，处理质量大大提高。
据实际经验来看，表面清洁易形成连续的厚度较为均匀的化合物层，反之则不易形成连续和厚度均匀的化合物层。
而在气体软氮化时化合物层对硬度、耐磨及抗疲劳性能有较大贡献。
本文的第三种方式是在生产条件不具备时的变通方法，仅适用于小规模清洗。
2.预氧化工艺为保证零件性能的综合要求，在气体软氮化之前一般还需要进行预先热处理，气体软氮化的预热温度一般取400～490℃，保温1h左右，去除工件表面油污、油脂，并在表面形成一层氧化物，使（合金）氮化物缓慢形成，使深层更加均匀。
软氮化原理浅析课件
温度
氨气流量
钢铁中的合金元素对软氮化效果也有影响，如铬、镍 等元素可以提高氮化层的耐磨性和耐腐蚀性。
钢铁成分
氨气流量是影响软氮化效果的重要因素之一，流量过 小会使反应不充分；流量过大则可能引起局部过热， 导致氮化物粗大。
03
CATAL表面的油污、锈迹和杂 质，确保零件表面的清洁度。
智能化与自动化
结合先进的信息技术和制造技术，实现软 氮化过程的自动化和智能化控制，提高生 产效率。
THANKS
感谢观看
使用表面粗糙度仪测量软氮化 层的表面粗糙度，评估其光洁 度和摩擦性能。
化学成分分析
通过光谱分析或化学滴定等方 法，测定软氮化层中的氮、碳 等元素含量，了解其化学成分
和浓度分布。
软氮化质量控制措施
01
02
03
04
控制温度
保持炉温稳定，避免温度波动 ，以确保软氮化层的均匀性和
质量。
控制时间
根据工艺要求，合理控制软氮 化时间，以保证软氮化层达到
如铜、铝等金属材料也可以进行软 氮化处理，以提高其综合性能。
软氮化材料的选用原则
根据用途选择材料
考虑经济效益
不同的用途需要不同性能的金属材料 ，因此需要根据具体用途选择适合的 金属材料进行软氮化处理。
在选择软氮化设备和材料时，需要考 虑经济效益，选择性价比高的设备和 材料，以降低生产成本。
根据工艺要求选择设备
当前研究与应用
目前，软氮化技术已成为一种成熟的表面处理技术，在许多 领域得到广泛应用。同时，随着新材料和新能源的发展，软 氮化技术也在不断创新和拓展，为新技术的应用提供了有力 支持。
软氮化技术的应用领域
汽车工业
软氮化处理广泛应用于汽车发动机、变速器和底盘等关键 部件，提高其耐磨性和耐腐蚀性，延长使用寿命。
软氮化处理工艺技术要求
软氮化处理工艺技术要求软氮化处理是一种常用的表面处理技术，可以提高材料的硬度、耐磨性和腐蚀性能。
以下是软氮化处理工艺技术的要求。
首先，软氮化处理工艺要求材料表面必须处理干净，并且不允许有油脂、氧化皮和其他杂质存在。
因为这些杂质会对氮化层的形成和性能产生不良影响。
因此，在进行软氮化处理前，需要进行必要的清洗和脱脂处理。
软氮化处理工艺的温度要求必须严格控制。
一般来说，软氮化处理温度范围在500℃至600℃之间。
如果温度过高或过低都会影响氮化层的成分和性能。
同时，工艺过程中还需要进行预热处理，以提高材料的表面活性和增加软氮化层的均匀性。
时间也是软氮化处理的重要要求。
处理时间取决于材料的类型和厚度。
一般来说，处理时间在1至2小时之间。
过短的时间无法形成良好的氮化层，过长的时间会导致材料表面的氮化层变厚，从而影响材料的整体性能。
在软氮化处理的工艺中，气氛控制也是关键。
通常，采用氨气和氮气的混合气体作为软氮化处理的气氛。
氨气是氮化层形成的主要来源，而氮气的作用是稀释氨气，以控制氨气的浓度和温度分布。
在氨气和氮气的比例中，还需要根据具体材料和处理要求进行合理调整。
软氮化处理后，需要进行冷却和清洗处理。
冷却过程应尽量避免快速冷却，以防止材料表面产生应力和裂纹。
清洗处理是为了去除处理过程中产生的氮化层表面的残留物和污染物，以保持氮化层的质量。
软氮化处理工艺的最后一道工序是后处理。
后处理包括回火、磨削和抛光等。
通过适当的回火处理，可以消除氮化过程中产生的应力，提高材料的韧性和抗冲击性能。
而磨削和抛光则可以进一步提高氮化层的表面质量和光亮度。
总之，软氮化处理工艺技术要求材料表面干净、温度适中、处理时间合理、气氛控制稳定。
同时，冷却、清洗和后处理等工艺也需要妥善进行。
这样才能保证软氮化处理工艺的最终效果，提高材料的性能和使用寿命。
什么是氮化热处理及详细资料介绍
（1）含铝元素的低合金钢（标準渗氮钢）
（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
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啟开热交换机。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為止。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啟开炉盖。
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，一般缺点為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等皆為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，因為时间长表面粗糙，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。
硬氮化和软氮化的区别概念
硬氮化和软氮化的区别概念氮化白亮层硬氮化表面白层不可避免地出现ε多相化合物层(Fe2--3N)，脆性大，所以氮化后需将此层磨削去掉软氮化表面的多相化合物白层中没有硬氮化白层中高脆性的Fe2N。
通常白层中的Fe3N与Fe4N约占80%、碳化物约占20%。
该化合物白层即为抗磨层。
所以软氮化必须获得一定白亮层才算合格。
两者氮化的用处一般氮化应用于载荷大，接触疲劳相对要求高的工件，强调深层深度。
而软氮化的作用就是渗速快，一般用于载荷小的工件，渗层要求浅。
两者氮化概念1，硬氮化:学名‘渗氮’，也有人称为常规氮化。
渗入钢表面的是单一的‘氮’元素，在方法上有气体法和离子法等。
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)毒液体法和离子法。
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)的形成和性能得到某些甚至是明显的改善。
这里要强调一下，和渗氮不同的地方是:氮碳共渗的着眼点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，按照钢种和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和铸铁。
低温化学热处理方法——氮碳共渗
低温化学热处理方法——氮碳共渗氮碳共渗又叫软氮化，是钢铁在铁素体状态下低温化学热处理方法的一种。
1、氮碳共渗的原理及特点氮碳共渗是在Ｆｅ⁃Ｃ⁃Ｎ三元素共析温度以下对工件表面进行氮、碳共渗的一种表面扩散渗入处理工艺，该工艺以渗氮为主，同时也渗入少量的碳原子。
在Ｆｅ⁃Ｃ⁃Ｎ三元相图中的三元共析点为５６５⁃，此时，氮在α⁃Ｆｅ中具有最大的溶解度，故氮碳共渗的温度一般为５７０⁃左右。
氮碳共渗处理与气体氮化相比具有如下特点。
氮碳共渗处理的时间短，一般为１～４ｈ，而气体氮化长达几十小时。
氮碳共渗时，除活性氮原子外，还有活性炭原子。
钢的表面首先被碳饱和并形成超显微的碳化物，这种碳化物作为触媒剂促进了氮的渗入，当表面ε相形成后，ε相中又可溶解较多的碳，所以渗碳和渗氮相互促进，从而渗速加快。
氮碳共渗化合物层中除含氮外，还含有少量的碳，由于ε相中含有碳，使得化合物的脆性降低，因此氮碳共渗形成的白亮层一般脆性较小。
气体渗氮一般只适用于特殊的氮化钢，而氮碳共渗不受被处理材料的限制，可广泛用于碳素钢、合金钢、铸铁等。
2、氮碳共渗层组织钢铁工件的氮碳共渗层组织由表及里依次为Ｆｅ２～３Ｎ，Ｆｅ３Ｎ和Ｆｅ４Ｎ构成的化合物层（如是合金钢，还有Ｃｒ、Ｗ、Ｖ、Ａｌ、Ｍｏ等合金氮化物）和扩散层（主要是氮在α⁃Ｆｅ中的固溶体）。
碳钢氮碳共渗后的组织由白亮的化合物层和暗黑色的扩散层组成。
化合物层主要为ε相和γ′相。
合金钢氮碳共渗后，表面也得到由ε相和γ′相组成的白亮化合物层。
3、氮碳共渗层性能（1）共渗层硬度氮碳共渗显著提高工件表面硬度及耐磨性，与调质、感应淬火相比较，磨损失重分别降低１～２个数量级。
（2）共渗层的抗疲劳性能氮碳共渗后的疲劳强度高于渗碳或碳氮共渗淬火以及感应淬火。
低、中碳钢可提高４０％～８０％；合金结构钢提高２５％～３５％；不锈钢提高３０％～４０％；灰铸铁提高２０％左右，见下图。
▲氮碳共渗处理使疲劳强度提高的情况（球墨铸铁）最近采取在氮碳共渗后高频淬火的复合热处理工艺。
提高轴类零件软氮化热处理一次合格率
Ｏｏ ５ ＯＯ ９ ．０ 一 ．０
影响零件心部硬度偏低或不合格
对零 件 表面 造成 局部 腐 蚀
Ｎ ０
Ｎ Ｏ
表 面 维 氏 硬 度 （ Ｖ ．） Ｈ ０１
≥５ ｏ ｏ
４０５０ ０ ￣０
技 术要 求
实 际状 况
ｌ 氨分解率过高 造成零件表面硬度或化合物深度不合格 Ｙ Ｓ １ Ｅ
序 号
（）原理 ：采 用 通氨 滴 醇法 进行 气 体 软氮 化处 理 １ 的 共渗 介 质为 氨气 ＋ 乙醇 ．它 们 在软 氮 化 温度 下 发 生 热分 解反 应 ， 生活 性碳 、 原子 。这些 原 子被 工件 表 产 氮 面 吸收 、 散 、 扩 渗入 工 件表 层 ． 而 获 得 以 氮为 主 的 碳 从 氮共渗 层 。钢经 软氮 化后 ， 面最 外层 是 化合物 层 ， 表 它
造一 退 火一 粗加 Ｔ一 正火＿ 精 加 工一 去 应 力退火 一 软 ＋
３ 炉内气体泄露 干净
５ 通人 氨气 的管 道及 孔眼 睹塞
造成工作现场氨味剌鼻 ． 不便操作 渗人深度不够
影 响炉 内气 氛 的均 匀 与稳 定
Ｎ Ｏ
４ 炉胆 和工 装 不 造 成 零件 上粘 附 红色 氧化 铁粉 末 和尘 埃 ， ＹＥ Ｓ Ｎ Ｏ
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第 １ （ 第９ 期 总 ４期）
机 械 管 理 开 发
ＭＥ ＣＨＡＮＩ ＡＬ Ｃ Ｍ ＡＮ ＡＧＥＭＥ ＡＮＤ ＥＶＥＬ ＭＥＮＴ ＮＴ Ｄ ＯＰ
２０ ０ ７年 ２ 月
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是购 置井式 渗氮 沪 ， 采用 通氨 滴醇 法进 行 软氮 化处 理 。
盐浴软氮化处理
盐浴软氮化处理一、引言盐浴软氮化处理是一种常用的表面处理技术，可以通过在高温下将金属材料浸泡于含有氮化物的盐浴中，使其表面形成一层硬度较高、耐磨性能优良的氮化层。
该技术广泛应用于汽车制造、机械制造、航空航天等领域，具有重要的工程价值。
二、盐浴软氮化处理原理盐浴软氮化处理是利用金属材料与含有氮化物的盐浴中形成反应，使其表面形成一层硬度较高、耐磨性能优良的氮化层。
该过程主要分为以下几个步骤：1. 清洗：将待处理金属材料进行清洗，去除表面油污和杂质。
2. 预热：将清洗后的金属材料进行预热，使其达到适宜的温度范围。
3. 浸泡：将预热后的金属材料放入含有氮化物的盐浴中进行浸泡，使其表面与盐浴中的氮化物发生反应。
4. 冷却：将经过浸泡处理的金属材料取出，进行冷却处理，使其表面形成一层硬度较高、耐磨性能优良的氮化层。
三、盐浴软氮化处理工艺参数盐浴软氮化处理的工艺参数主要包括温度、时间和盐浴配方等。
1. 温度：盐浴软氮化处理温度通常在500℃-600℃之间，不同金属材料需要不同的温度范围。
2. 时间：盐浴软氮化处理时间通常在1-4小时之间，也需要根据不同金属材料和处理要求进行调整。
3. 盐浴配方：盐浴配方中含有一定比例的氨基氰酸盐、硫酸铵、碳酸钠等物质，可以根据不同金属材料和处理要求进行调整。
四、盐浴软氮化处理应用领域盐浴软氮化处理广泛应用于汽车制造、机械制造、航空航天等领域。
在汽车制造领域中，该技术可以应用于发动机零部件、变速器零部件等高强度零部件的表面硬化；在机械制造领域中，该技术可以应用于各种机械零部件的表面硬化；在航空航天领域中，该技术可以应用于飞机发动机叶片、涡轮盘等高温高压零部件的表面硬化。
五、盐浴软氮化处理的优缺点盐浴软氮化处理具有以下优点：1. 处理后金属材料表面硬度较高，耐磨性能优良。
2. 处理后金属材料表面形成一层致密的氮化层，具有良好的抗腐蚀性能。
3. 处理过程简单、工艺成熟、效果稳定。
4. 可以针对不同金属材料和处理要求进行调整。
氮化与软氮化在模具表面强化处理中的运用
中国设备工程 2016.09 (上)96Research and Exploration 研究与探索·工艺与技术0 引言氮化与软氮化技术是模具表面强化的重要手段，对于提升模具使用性能、延长模具使用寿命有着重要的作用。
基于以上，本文从氮化与软氮化的概念着手，探讨了其在模具表面强化处理中的应用要点。
1 氮化与软氮化概述氮化处理即渗氮处理，指的是将已经调质和加工完成的零件放置到氨气等含氮介质中，保持在500~540℃环境下一定的时间，实现介质分解，生成活性氮原子，氮原子深入到零件的表面层，从而在零件表面形成一定深度的扩散层和一定厚度的白亮层，实现零件表面强化的作用。
软氮化指的是氮碳共渗，以氮化处理为基础，在渗氮介质中加入一定量的弱渗碳剂，在渗氮的额基础上，实现碳原子向零件表面层的深入，将渗氮与渗碳结合。
经过软氮化处理后，扩散层和白亮层中深入了碳原子，能够增加渗速，降低白亮层脆性，优化零件表面强化效果。
氮化与软氮化有着一定的区别，在软氮化处理过程中，将将含碳物质作为弱渗碳剂添加到介质中，分解出的碳能够在碳化物相中溶解，从而降低化合物层脆性，提升硬度。
就目前来看，二氧化碳、甲醇等是应用比较广泛的碳元素添加剂，这两种碳元素添加剂的应用效果有着一定的差异性，其中甲醇对于炉气中的氮势有着降低的作用，而二氧化碳对炉气中的氮势则有着增加的作用。
2 氮化与软氮化在模具表面强化处理中的运用2.1 在热作模具中的运用对金属或液态金属进行加热，保证温度达到其再结晶温度之上，对熔融态金属进行压制，制得金属型材或相关金属工件，这个过程中利用的模具就是热作模具，常见的热作模具主要包括有色金属压铸模具、热挤压模具、热锻压模具以及热冲压模具等等，热作模具的工作温度通常在700℃以上，其中热锻模具的工作温度能够达到1 000℃以上[1]，模具与加热后的金属或液态金属接触，其工作环境相对恶劣，会受到极冷极热作用的影响，在这样的背景下，模具受到的交变应力作用是十分复杂的，很容易出现模具龟裂或局部塌陷等问题，从而氮化与软氮化在模具表面强化处理中的运用宋帆（陕西长岭电气有限责任公司，陕西 宝鸡 721006）摘要：本文从氮化与软氮化概念分析入手，明确了氮化与软氮化的过程和原理，之后探讨了氮化与软氮化在热作模具、冷作模具以及橡塑模具等模具表面强化处理中的应用，旨在为相关模具表面强化处理实践提供参考。
软氮化和氮化处理有什么区别
软氮化和氮化处理有什么区别软氮化和氮化处理有什么区别软氮化即氮碳共渗，与渗氮区别主要是：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。
在看一下楼上tjcm01的发言～～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（2-4 h），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。
软氮化渗层0.4-0.5mm,氮化一半0.5mm左右江苏省热处理工艺协作价格:氮化氮化深度≤0.15mm 11.00元/kg≤0.35mm 14.00元/kg气体氮化,氮化深度≤0.35mm为14.00元/kg＞0.35mm 16.00/kg≤0.15mm 10.00/kg离子氮化氮化深度≤0.35mm 13.00/kg＞0.35mm 15.00/kg气体氮碳共渗(软氮化) 8.30/kg软氮化即氮碳共渗，氮化是只渗氮.由于软氮化后另件表面的白亮层比氮化后白亮层脆性小,另件的韧性好故称之为"软氮化",软氮化处理后的另件表面硬度有时不比氮化低.对于不同材料软氮化处理后表面硬度在HV500-1200之间.最高硬度接近70HRC渗氮（软氮化）的常见缺陷一、硬度偏低生产实践中，工件渗氮（软氮化）后其表面硬度有时达不到工艺规定的要求，轻者可以返工，重者则造成报废。
软氮化原理浅析
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2、渗氮的特点 渗氮就是在一定温度下（一般在AC1温度下）使活性氮原子渗入工件表面 的化学热处理工艺。特点如下: ⑴、高硬度和高耐磨性 渗氮后零件表面硬度可以达到950～1200HV，而 且到600℃仍可维持相当高的硬度。这显然是渗碳淬火处理达不到的。由 于硬度高，耐磨性也很好。 ⑵、较高的疲劳强度 渗氮后的表面产生了较大的残余压应力，能部分 抵消疲劳载荷下产生的拉应力，延缓疲劳破坏过程，使疲劳强度显著提 高。 ⑶、良好的抗咬合性能及抗蚀性 渗氮后的零件中短时间缺乏润滑或过 热的条件下，不容易发生卡死或擦伤损坏，具有良好的抗咬合性能。并 且能抵抗大气、自来水、弱碱性溶液等的腐蚀，具有良好的抗蚀性。 ⑷、变形小 渗氮温度低，一般为480～580 ℃，升降温速度又很慢，处 理过程心部无组织转变，仍保持调质状态的组织，所以渗氮后的零件变 形小。 渗氮的缺点是工艺过程较长，如获得1mm深的渗碳层，渗碳处理仅要6～ 9h，而获得0.5mm渗氮层，渗氮处理需要40～50h.其次，渗层也较薄，不 能承受太大的接触压力。
硼铝共渗
铬铝共渗 铬铝硅共渗
B、AL
Cr、AL Cr、AL、Si
提高工件的耐磨性、抗腐蚀及抗高温氧化能力，表面脆性及抗剥落 能力优于渗硼
具有比单独渗铬或渗铝更优等耐热性能 提高工件的高温性能
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三、氮化
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、锻压模、螺杆、连杆、曲轴、及齿轮凸轮等均有使用。 常见有液体渗氮、气体渗氮、离子渗氮。 我司曲轴氮化属于气体渗氮。 1、软氮化工艺参数的选择 氮化温度 Fe—N二元合金的共析温度为590℃，超过该温度界限， 会发生α→γ相变。而Fe—C—N三元合金的共析点是565 ℃（约 0.35%C，1.8%N），接近这个温度，氮在α—Fe中的溶解度最大， 所以一般认为软氮化温度以570℃最为合适。
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软氮化热处理
为了缩短氮化周期，并使氮化工艺不受钢种的限制，在近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。
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亮层，它是由ε相、γ`相和含氮的渗碳体Fe3(C，N)所组成，次层为的扩散层，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强度、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、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。