【精品】氮化优点及常见缺陷原因分析工艺制定
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。
氮化处理的缺陷及原因分析.doc
一、引言模具进行氮化处理可显著提高模具表面的硬度、耐磨性、抗咬合性、抗腐蚀性能和抗疲劳性能。
由于渗氮温度较低，一般在500-650℃范围内进行，渗氮时模具芯部没有发生相变，因此模具渗氮后变形较小。
一般热作模具钢(凡回火温度在550-650℃的合金工具钢)都可以在淬火、回火后在低于回火温度的温度区内进行渗氮；一般碳钢和低合金钢在制作塑料模时也可在调质后的回火温度下渗氮；一些特殊要求的冷作模具钢也可在氮化后再进行淬火、回火热处理。
实践证明，经氮化处理后的模具使用寿命显著提高，因此模具氮化处理已经在生产中得到广泛应用。
但是，由于工艺不正确或操作不当，往往造成模具渗氮硬度低、深度浅、硬度不均匀、表面有氧化色、渗氮层不致密、表面出现网状和针状氮化物等缺陷，严重影响了模具使用寿命。
因此研究模具渗氮层缺陷、分析其产生的原因、探讨减少和防止渗氮缺陷产生的工艺措施，对提高模具的产品质量，延长使用寿命具有十分重要的意义。
二、模具渗氮层硬度偏低模具渗氮表层硬度偏低将会降低模具的耐磨性能，大大减少渗氮模具的使用寿命。
模具渗氮层硬度偏低的原因(1)渗氮模具表层含氮量低。
这是由于渗氮时炉温偏高或者在渗氮第一阶段的氨分解率过高，即炉内氮气氛过低。
(2)模具预先热处理后基体硬度太低。
(3)渗氮炉密封不良、漏气或初用新的渗氮罐。
预防措施：适当降低渗氮温度，对控温仪表要经常校正，保持适当的渗氮温度。
模具装炉后应缓慢加热，在渗氮第一阶段应适当降低氨分解率。
渗氮炉要密封，对漏气的马弗罐应及时更换。
新渗氮罐要进行预渗氮，使炉内氨分解率达到平稳。
对因渗氮层含氮量较低的模具可进行一次补充渗氮，其渗氮工艺为：渗氮温度520℃ ，渗氮时间8～10h，氨分解率控制在20％-30％。
在模具预先热处理时要适当降低淬火后的回火温度，提高模具的基体硬度。
三、模具渗氮层浅模具渗氮层浅将会缩短模具硬化层耐磨寿命。
模具渗氮层偏浅的原因：(1)模具渗氮时间太短、渗氮温度偏低、渗氮炉有效加热区的温度分布不均匀、渗氮过程第一阶段氮浓度控制不当(氨分解率过高或过低)等。
氮化优点及常见缺陷原因分析工艺制定
离子氮化及长处，常有缺点及原由剖析，工艺拟订离子氮化是由德国人 B.Berghaus 于 1932 年发明的。
该法是在～10Torr （T orr = 133.3 Pa）的含氮氛围中，以炉体为阳极，被办理工件为阴极，在阴阳极间加上数百伏的直流电压，因为辉光放电现象便会产生象霓红灯同样的柔光覆盖在被办理工件的表面。
此时，已离子化了的气体成分被电场加快，撞击被办理工件表面而使其加热。
同时依赖溅射及离子化作用等进行氮化办理。
离子氮化法与过去的靠分解氨气或使用氰化物来进行氮化的方法截然相反，作为一种崭新的氮化方法，现已被宽泛应用于汽车、机械、精细仪器、挤压成型机、模具等很多领域，并且其应用范围仍在日趋扩大。
离子氮化法拥有以下一些长处：①因为离子氮化法不是依赖化学反响作用，而是利用离子化了的含氮气体进行氮化办理，所以工作环境十分洁净而无需防备公害的特别设施。
因此，离子氮化法也被称作二十一世纪的“绿色”氮化法。
②因为离子氮化法利用了离子化了的气体的溅射作用，因此与过去的氮化办理对比，可明显的缩短办理时间（离子渗氮的时间仅为一般气体渗氮时间的1/3～1/5）。
③因为离子氮化法利用辉光放电直接对工件进行加热，也无需特其余加热和保温设施，且能够获取均匀的温度散布，与间接加热方式对比加热效率可提高 2 倍以上，达到节能成效（能源耗费仅为气体渗氮的40～70％）。
④因为离子氮化是在真空中进行，因此可获取无氧化的加工表面，也不会伤害被办理工件的表面光洁度。
并且因为是在低温下进行办理，被办理工件的变形量极小，办理后无需再行加工，极合适于成品的办理。
⑤经过调理氮、氢及其余（如碳、氧、硫等）氛围的比率，可自由地调理化合物层的相构成，进而获取预期的机械性能。
⑥离子氮化从380℃起即可进行氮化办理，其余，对钛等特别资料也可在850℃的高温下进行氮化办理，因此适应范围十分宽泛。
⑦因为离子氮化是在低气压下以离子注入的方式进行，因此耗肚量很少（仅为气体渗氮的百分之几），可大大降低处离子氮化的常有缺点 :一、硬度偏低生产实践中，工件氮化后其表面硬度有时达不到工艺规定的要求，轻者能够返工，重者则造成报废。
氮化硅缺陷-概述说明以及解释
氮化硅缺陷-概述说明以及解释1.引言1.1 概述氮化硅是一种具有广泛应用前景的半导体材料，其特性与传统硅材料相比具有巨大优势。
然而，与其他半导体材料一样，氮化硅也存在各种缺陷。
这些缺陷严重影响了氮化硅材料的性能和可靠性。
氮化硅缺陷可以分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三种类型。
点缺陷主要包括氮空位、硅空位和氮硅空位等。
线缺陷指的是氮化硅中的位错和螺旋走滑子等缺陷。
面缺陷包括晶界、堆垛层错和表面缺陷等。
这些缺陷不仅会导致器件性能的衰退，还会影响电子迁移率、界面态密度和边坡率等重要指标。
此外，缺陷还会引起氮化硅中的应力积累和杂质扩散，进一步导致材料的退化和失效。
为了克服这些缺陷对氮化硅材料性能的影响，研究人员提出了许多改善方法。
例如，通过合适的工艺控制和表面处理，可以降低缺陷密度和杂质含量。
此外，选择合适的晶体生长方法和优化化学组成可以有效地改善氮化硅材料的质量。
总之，氮化硅缺陷是制约其应用的重要因素，深入了解和研究这些缺陷，寻找适当的改善方法，将是进一步提高氮化硅材料性能的关键所在。
通过持续的研究和技术突破，相信氮化硅材料在未来的应用领域会有更大的发展潜力。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以如下所示：文章结构：本文主要围绕氮化硅缺陷展开，分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分包括概述、文章结构和目的三个小节，用于介绍文章的背景和目的。
正文部分主要包括氮化硅的基本特性和缺陷类型两个小节，详细探讨了氮化硅的基本性质以及存在的各种缺陷类型。
最后，结论部分总结了氮化硅缺陷对材料性能的影响，并探讨了改善氮化硅缺陷的方法。
通过以上结构安排，本文旨在全面深入地探讨氮化硅缺陷的相关问题，为相关领域的研究提供参考和支持。
1.3 目的本文的目的是探讨氮化硅缺陷对其性能和应用的影响，并提出改善氮化硅缺陷的方法。
通过对氮化硅材料的基本特性和缺陷类型进行深入分析，我们将了解氮化硅缺陷对其导热性能、机械性能和电学性能等方面的影响。
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。
模具氮化十种缺陷分析
模具氮化十种缺陷分析一．氮化机理在500?~650 ?2NH3 2「N」+3H2分解后的活性氮原子被钢件表面吸收，并向金属内部扩散，首先溶解在a-Fe 中形成固溶体，饱和后逐渐形成氮化物层HV1000。
氮化层特性：1.高硬度/高耐磨/抗疲劳/抗粘结/抗腐蚀/抗擦伤/畸变小。
2.氮化不仅可以消除模具张（拉伸）应力，而且赋予模具压缩应力。
从这方面讲，氮化优于去应力退火，去应力退火只是消除模具张应力。
二．模具氮化十种缺陷分析1．渗氮层硬度过低原因：成份不对或混料等导致渗氮模具表层含氮量不足；钢件未经调质处理，未获得回火索氏体组织，或虽经调质处理，但基体组织硬度过低，渗氮层如附在薄冰上；工件不干净；使用新渗氮罐或旧罐久未退氮；氮化炉密封不严而漏气。
返修：返修时用汽油或酒精清理干净渗氮表面，在520 ?~530 ?补渗7-10H，NH3分解率控制在20-25%2．渗层浅原因：加热不均；工件表面有油污，锈迹和氧化物；装炉过密；强渗期NH3分解率不稳定；扩散期期不稳定。
对策：NH3分解率控制在20-40%3．渗层硬度不均匀，有软点。
原因：材料有严重偏析；调质温度高；工件表面脱碳和污染；氮化炉加热器分布不合理。
4．模具崎变原因：模具设计不合理；模具存在较大组织应力和加工应力；温度不均匀，升温过快，模具出炉冷却速度过快；装挂不合理；氮化层比容较大，产生组织应力与渗氮层厚度成正比。
对策：升温速度50-70?/H，出炉温度〈200 ?，易产生畸变的工件最好用辉光离子氮化。
5．氮化层耐蚀性差原因：当氮化层有一层致密的，化学稳定性高的ε相层（0.015-0.060MM）时,模具有良好的搞蚀性. ε相层含氮量在 6.1-8.5%为宜.6.氮化模具表面氧化原因:炉内负压;出炉温度高.7.模具表面腐蚀原因:模具长期在潮湿,碱性,酸性环境中服役.8.渗氮层脆性大,起泡剥落有裂纹.原因:组织缺陷;模具设计不当,有较多尖角锐边和表面积过大,活性氮原子从多方面同时渗入,氮浓度高形成ξ脆性相.渗氮介质活性太强,表面吸收大于扩散,表面含氮量超过11%形成脆性相;NH3含水量大,分解率过高,强渗温度高,时间长;9.鱼骨状氮化物原因:NH3含水超标;原材料大块铁素体未消除.10.网状,波纹状和针状氮化物原因:模具调质温度过高;模具设计不当;NH3含水量过大.。
真空氮化炉与普通氮化炉的优缺点
真空氮化炉应用范围较广，包含气体、离子氮化的方式，需抽真空后进行，因此效果更好。
而普通氮化炉适用于小批量的工件处理，采用的是液体氮化，通常是盐浴加热氮化。
本文将围绕真空氮化炉与普通氮化炉的优缺点，给大家作出详细介绍。
一、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，在氮化时需采用含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。
Cr还能提高钢的淬透性，使大型零件在氮化前调质时能得到均匀的机械性能。
Mo还能细化晶粒，并降低钢的第二类回火脆性。
如果用普通碳钢，在氮化层中形成纯氮化铁，当加热到较高温度时，易于分解聚集粗化，不能获得高硬度和高耐磨性。
抗腐蚀氮化温度一般在600—700℃之间，分解率大致在40—70%范围，停留时间由15分钟到4小时不等，深度一般不超过0.05m m。
对于抗腐蚀的氮化用钢，可应用任何钢种，都能获得良好的效果。
2、离子氮化离子氮化又叫“辉光离子氮化”是一种热处理工艺，它具有生产周期短，零件表面硬度高，能控制氮化层脆性等优点。
因而，近几年来国内发展迅速，使用范围很广。
模具氮化及氮化设备
3、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、合金元素与氮的亲和力顺序，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、 Mo2N、VN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。
正 压 8-10h
1-2h
炉冷到 200℃以下 空冷
二段氮化法
500-510℃
炉内510-530℃ 控制540-550℃ 分解率 40-60 分解率 70-90
300℃
分解率 20-30
随炉降温 到200℃ 以下出炉 空冷
正 压
0、5h
正 压
4-5h
4-5h
1-2h
二段氮化法：强渗与扩散两段，可以减缓氮化层梯度，缩短氮化总的时间。
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。
气体渗氮设备
生产中通常通过调节氨分解率控制渗氮过程。氨分 解率测定仪，是利用氨溶于水而其分解产物不溶于水这 一特性进行测量的。使用时首先将上半部加入适当的水， 然后将炉罐中的废气引入标有刻度的玻璃容器中，通过 泡泡瓶排出，然后依次关闭排气阀、排水阀和进气阀， 打开进水阀，向充满废气的玻璃容器中注水。由于氨溶 于水，水占有的体积即可代表未分解氨的容积，剩余容 积为分解产物占据，从刻度可直接读出氨分解率。近年 来，随着技术的发展，以电信号来反映氨分解率的测量 仪器已投入生产应用，使得渗氮过程计算机控制成为可 能。
三级窒化工艺+氮化
三级窒化工艺+氮化三级窒化工艺+氮化是一种常见的表面处理技术，广泛应用于材料科学、电子工程、化工等领域。
本文将从三级窒化工艺和氮化的概念、工艺流程、应用范围及优缺点等方面进行详细阐述，以帮助读者对该技术有更深入的了解。
一、三级窒化工艺三级窒化工艺是一种表面处理方法，通过在材料表面生成氮化物层，提高材料的硬度、耐腐蚀性、抗磨损性等性能。
三级窒化工艺的核心是将氮原子扩散到材料表面，产生与基体材料结合紧密的氮化物层。
1. 氮化的概念氮化是指将氮原子与其他原子结合形成化合物的过程。
氮化可以使材料表面形成硬度较高、耐磨损的氮化物层，从而提高材料的使用寿命和性能。
2. 三级窒化的原理三级窒化工艺的原理是利用高温处理、氮气等气体的作用，将氮原子扩散到材料表面形成氮化物层。
三级窒化工艺的关键是掌握合适的温度、时间和气氛等参数，以确保氮原子的扩散与材料表面的反应达到最佳效果。
3. 三级窒化的工艺流程三级窒化的工艺流程一般包括以下几个步骤：净化处理、预窒化处理、主窒化处理和后处理。
净化处理：将待处理材料进行清洗、酸洗等操作，去除表面的杂质和氧化物，保证材料表面的干净。
预窒化处理：将净化后的材料在气氛中进行加热处理，使材料表面形成一层薄薄的氮化物层，为后续的主窒化处理做好准备。
主窒化处理：在高温、氮气等气氛下，进行长时间的加热处理，使氮原子与材料表面反应生成厚的氮化物层。
该步骤是三级窒化工艺最重要的环节。
后处理：将主窒化处理后的材料进行淬火、退火等处理，消除工艺中产生的残余应力，提高材料的性能和稳定性。
4. 三级窒化的应用范围三级窒化工艺广泛应用于各个领域，如金属材料、陶瓷材料、涂层等。
在金属材料方面，三级窒化可以使不锈钢、钢材、钛合金等表面形成硬度较高的氮化物层，提高材料的抗腐蚀性、硬度和耐磨损性。
在电子工程领域，三级窒化可以用于制作电子元件的表面保护层，保护器件不受外界环境的侵蚀。
在化工领域，三级窒化可以用于制作化学反应器的内衬等部件，提高其抗腐蚀性和耐高温性能。
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。
资料│你必须知道的氮化处理的五大优点
资料│你必须知道的氮化处理的五大优点氮化处理是表面热处理的一种,表面渗氮,使表面有一定的硬度。
氮化处理又称为扩散渗氮。
氮化处理五大优点一、高硬度和高耐磨性对38CrMoAlA等氮化钢制零件,氮化后的表层硬度可以提高到HV1000~1200,相当于HRC70左右。
这显然是一般淬火或渗碳淬火处理达不到的。
尤其宝贵的是,这种高硬度可在500℃左右长期保持不下降。
由于硬度高,耐磨性也很好,能抗各种类型的磨损。
二、较高的疲劳强度氮化后,零件表面形成的各种氮化物相的比容比铁大,因此氮化后表面产生了较大的残余压应力。
表层残作压应力的存在,能部分地抵消在疲劳载荷下产生的拉就力,延缓疲劳破坏过程,使疲劳强度显著提高。
同时氮化还使工件的缺口敏感性降低。
一般合金钢氮化后,疲劳极限可提高25%~35%;有缺口的试样,可提高2~3倍。
三、较高的抗咬合性能一些承受高速相对滑动的零件很容易发生卡死或擦伤,而氮化零件在短时间缺乏润滑或过热的条件下,仍能保持高硬度,具有较高的抗咬合性能。
四、较高的抗蚀性氮化后零件表面形成了一层致密的化学稳定性较高的氮化物层,显著地提高了抗腐蚀性能,并能抵抗大气、自来水、水蒸气、苯、油污、弱减性溶液的腐蚀,保持了良好的抗蚀性。
五、变形小且具有规律性因为氮化温度低,一般为480~580℃,升降温速度又很慢,零件心部也无组织转变,仍保持调质状态的组织,所以氮化后的零件变形很小,而且变形的规律可以掌握和控制。
由NM气体(H2S等)使氮化前产品的表面呈现活性化,在氮化处理的同时,使硫化物在产品表面扩散。
通过使产品最表面生成硫黄化合物(硫化鉄),提高初期的适应性及摩耗特性(通过固体润滑作用)。
全电脑控制,组织、硬度和氮化层均匀且重复性好。
气体浸硫氮化的特征: 气体浸硫氮化(Multinite)的使用原料是N2、NH3及NM气体;氮化的温度在400~620 ℃;处理时间在3~5小时。
使用气体浸硫氮化有耐磨性、耐烧性、耐咬合性、疲劳强度、耐蚀性、制振性良好的优点。
钢的氮化
关于钢的氮化问题介绍近期发现有关钢的氮化问题比较多，因此在冷热工艺衔接上，以钢的氮化最为突出，现就钢的氮化问题做简单介绍：1、氮化处理的特点1)氮化往往是工件加工工艺路线中最后一道工序，氮化后的工件至多再进行精磨或研磨。
2)氮化后，钢具有很高的表面硬度及耐磨性，这是由于氮化层表面形成了一层坚硬的氮化物所致。
3)氮化后，显著提高钢的疲劳强度。
这是因为氮化层具有较大的残余压应力，它能部分地抵消在疲劳载荷下产生的拉应力，延缓疲劳破坏过程。
4)氮化后,钢具有很高的抗腐蚀能力。
这是因为氮化层表面由连续分布的、致密的氮化物组成所致。
5)氮化处理温度低，变形很小。
2、氮化用钢与氮化处理技术条件1)氮化用钢通常含有Al、Cr、Mo等合金元素的钢。
如38CrMoAlA 是一种比较典型的氮化钢，还有35CrMo、40Cr、42CrMo等也经常作为氮化用钢。
2)氮化层深度的选择：对不同工件应有所区别，表1是推荐采用38CrMoAlA制造零件的氮化层深度范围。
根据使用性能，氮化层一般不超过0.6～0.7mm。
表1 氮化层深度应用范围3）氮化零件工艺路线如下：锻造退火粗加工调质精加工除应力粗磨半精磨氮化精磨或研磨4）氮化处理精磨量：氮化处理精磨量应留0.08～0.15mm，因氮化层很薄，如精磨量过大，磨到尺寸时氮化层表面硬度就大大降低，因此某些零件氮化处理后，经研磨直接使用。
下面是磨量与硬度对应关系简图(以38CrMoAlA为例)从上图可以看出，钢在氮化后，去掉约0.01～0.02mm时，硬度最高；再去掉约0.1mm时，硬度降到850HV左右。
因此，钢在氮化后，磨去的量越多，氮化层越浅，硬度就越软，而且降低的很快。
3、氮化零件工艺控制要求为保证氮化后，加工出合格的零件，因此氮化前，留精磨量最好不超过0.15mm，表面粗糙度达Ra1.6以上等；氮化后，必须经过校直或校平，其技术要求值控制在精磨量要求范围内。
制造统筹部2007-7-14。
气体氮化常见缺陷及防治措施
气体氮化常见缺陷及防治措施缺陷类型产生原因防治措施渗氮层硬度低（不足）或硬度不均（软点）1、渗氮温度偏高2、第一阶段氨分解率过高或渗氮罐通气管久未退氮3、使用了新的渗氮罐4、工件未洗净，表面有油污5、工件预先调质硬度太低6、氮化炉密封不严漏气7、装炉不当，气流循环不良8、局部防渗镀锡时发生流锡9、表面脱碳，晶粒粗大10、渗氮温度低或时间短11、氮化件表面出现异物1、检验温度2、氨分解率控制下限，渗氮排气管退氮或更换管3、新罐预渗，使分解率平稳控制在上限4、将工件清理干净5、重新处理，使工件基体硬度符合要求6、检查炉体，无漏气7、合理装炉8、喷砂，严格控制镀锡厚度9、去掉脱炭层或正火10、严格执行氮化工艺11、清理异物渗氮层浅1、第二阶段温度偏低2、保温时间太短3、第一阶段氨分解率过高或过低4、装炉时工件之间距离太近5、密封不好，漏气1、调整第二阶段温度2、按工艺时间进行3、调整分解率，使之符合要求4、工件之间距离要合适5、检查炉盖及盘根的密封情况工件变形大1、机加工残余应力太大2、工件大形状复杂3、渗氮面不对称或局部渗氮4、渗氮罐内温度不均匀5、氨气流通不畅，装炉不当6、工件自重影响1、粗加工后去应力处理2、缓慢升温，300℃以上，每升100℃保温一小时，控制加热和冷却速度，保证炉温均匀3、改进设计4、风扇转动正常5、合理装炉6、热校后在进行消除应力处理表面有氧化色1、冷却时供氨不足造成炉内负压，吸入空气造成氧化1、保持炉内正压2、检查漏气部位及时压缩或堵住2、密封不好3、干燥剂失效4、出炉温度高3、换新干燥剂4、炉冷200以下出炉陷类型产生原因防治措施网状波纹状针状或鱼骨状氮化物及厚的白色脆化层1、渗氮温度过高2、液氨含水量大3、原始组织晶粒粗大4、工件有尖角锐边5、气氛氮势过高，出现ε相6、表面脱碳严重，极易出现鱼骨状、针状氮化物1、氮化温度适当2、及时更换干燥剂或再加一干燥器3、正火后重新调质处理4、去除尖角，倒钝锐边5、降低温度加大氨流量6、缓慢升温，排净炉内空气渗氮面产生亮块或白点，硬度不均1、温差太大2、进气管道局部堵塞3、工件表面油污4、装炉量太多1、测温，确保炉内温度一致2、及时清理，疏通管道3、将工件清理干净4、合理装炉表面腐蚀1、加入氯化铵太多2、氯化铵挥发太快1、按比例加入2、用干燥的石英砂压实氯化铵表面剥落或脆性大1、冶金质量不合格2、渗氮工艺不当3、氮化前磨削量大4、表面氮浓度过大5、调质淬火温度高6、表面脱碳1、选用合格的材料2、改进工艺3、减小磨削量，分几次磨削4、严格控制氨分解率5、正火后重新调质处理6、去掉脱炭层裂纹1、晶粒过于粗大2、未及时回火1、正火处理2、补充回火渗碳层不致密，抗蚀性差1、渗氮表面氮浓度太低2、工件表面有锈蚀1、分解率不要太高2、除掉锈蚀痕迹3、工件清洗不干净，有油污3、将工件表面清洗干净。
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。
氮化处理的缺陷及原因分析
一、引言模具进行氮化处理可显著提高模具表面的硬度、耐磨性、抗咬合性、抗腐蚀性能和抗疲劳性能。
由于渗氮温度较低，一般在500-650℃范围内进行，渗氮时模具芯部没有发生相变，因此模具渗氮后变形较小。
一般热作模具钢(凡回火温度在550-650℃的合金工具钢)都可以在淬火、回火后在低于回火温度的温度区内进行渗氮；一般碳钢和低合金钢在制作塑料模时也可在调质后的回火温度下渗氮；一些特殊要求的冷作模具钢也可在氮化后再进行淬火、回火热处理。
实践证明，经氮化处理后的模具使用寿命显著提高，因此模具氮化处理已经在生产中得到广泛应用。
但是，由于工艺不正确或操作不当，往往造成模具渗氮硬度低、深度浅、硬度不均匀、表面有氧化色、渗氮层不致密、表面出现网状和针状氮化物等缺陷，严重影响了模具使用寿命。
因此研究模具渗氮层缺陷、分析其产生的原因、探讨减少和防止渗氮缺陷产生的工艺措施，对提高模具的产品质量，延长使用寿命具有十分重要的意义。
二、模具渗氮层硬度偏低模具渗氮表层硬度偏低将会降低模具的耐磨性能，大大减少渗氮模具的使用寿命。
模具渗氮层硬度偏低的原因(1)渗氮模具表层含氮量低。
这是由于渗氮时炉温偏高或者在渗氮第一阶段的氨分解率过高，即炉内氮气氛过低。
(2)模具预先热处理后基体硬度太低。
(3)渗氮炉密封不良、漏气或初用新的渗氮罐。
预防措施：适当降低渗氮温度，对控温仪表要经常校正，保持适当的渗氮温度。
模具装炉后应缓慢加热，在渗氮第一阶段应适当降低氨分解率。
渗氮炉要密封，对漏气的马弗罐应及时更换。
新渗氮罐要进行预渗氮，使炉内氨分解率达到平稳。
对因渗氮层含氮量较低的模具可进行一次补充渗氮，其渗氮工艺为：渗氮温度520℃ ，渗氮时间8～10h，氨分解率控制在20％-30％。
在模具预先热处理时要适当降低淬火后的回火温度，提高模具的基体硬度。
三、模具渗氮层浅模具渗氮层浅将会缩短模具硬化层耐磨寿命。
模具渗氮层偏浅的原因：(1)模具渗氮时间太短、渗氮温度偏低、渗氮炉有效加热区的温度分布不均匀、渗氮过程第一阶段氮浓度控制不当(氨分解率过高或过低)等。
金属氮化工艺
金属氮化工艺金属氮化工艺是一种将金属表面进行氮化处理的技术。
通常使用的氮化剂有氨气、氮气、硝酸铵等。
金属氮化工艺可以增加金属材料的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性等性能，从而提高其使用寿命。
一、金属氮化工艺的分类1. 等离子体氮化：利用等离子体技术将氮原子注入到金属表面，形成一定厚度的涂层。
2. 气体氮化：将金属材料放置在含有氮化剂的高温炉中进行处理，使其表面形成一定厚度的涂层。
3. 盐浴氮化：将含有特定组分的盐浴溶液加热至高温，然后将金属材料浸入其中进行处理。
二、金属氮化工艺的优点1. 提高硬度：经过金属氮化处理后，金属表面会形成一定厚度的涂层，增加了材料表面硬度和耐磨性。
2. 提高耐腐蚀性：由于涂层具有较好的化学稳定性，可以有效地防止金属表面被腐蚀。
3. 提高抗疲劳性：经过金属氮化处理后，材料表面的涂层可以有效地减少疲劳裂纹的产生和扩展。
4. 增加使用寿命：通过金属氮化处理可以增加材料使用寿命，降低维修成本。
三、金属氮化工艺的应用1. 机械制造业：金属氮化工艺可以应用于机械制造业中的各种零部件，如轴承、齿轮、刀具等。
2. 航空航天业：在航空航天领域中，金属氮化工艺可以应用于发动机叶片、涡轮叶片等高温部件的表面加工。
3. 冶金行业：在冶金行业中，金属氮化工艺可以应用于钢铁、铜等材料的表面处理，提高材料的耐磨性和抗腐蚀性能。
4. 医疗器械行业：在医疗器械行业中，金属氮化工艺可以应用于手术刀具、牙科设备等材料的表面处理，提高其耐磨性和抗腐蚀性能。
四、金属氮化工艺的注意事项1. 氮化剂的选择：不同的氮化剂对材料的影响是不同的，需要根据具体情况选择合适的氮化剂。
2. 处理温度：金属氮化处理需要在一定温度范围内进行，过高或过低都会影响涂层质量。
3. 处理时间：处理时间也是影响涂层质量的重要因素，需要根据具体情况进行调整。
4. 涂层厚度：涂层厚度与所需性能密切相关，需要根据具体使用要求进行调整。
5. 环保问题：金属氮化工艺中产生的废气和废水需要得到妥善处理，以避免对环境造成污染。
氮化工艺中的事项
离子氮化及优点:离子氮化是由德国人B.Berghaus于1932年发明的。
该法是在0.1～10Torr（Torr = 133.3 Pa）的含氮气氛中，以炉体为阳极，被处理工件为阴极，在阴阳极间加上数百伏的直流电压，由于辉光放电现象便会产生象霓红灯一样的柔光覆盖在被处理工件的表面。
此时，已离子化了的气体成分被电场加速，撞击被处理工件表面而使其加热。
同时依靠溅射及离子化作用等进行氮化处理。
离子氮化法与以往的靠分解氨气或使用氰化物来进行氮化的方法截然不同，作为一种全新的氮化方法，现已被广泛应用于汽车、机械、精密仪器、挤压成型机、模具等许多领域，而且其应用范围仍在日益扩大。
离子氮化法具有以下一些优点：①由于离子氮化法不是依靠化学反应作用，而是利用离子化了的含氮气体进行氮化处理，所以工作环境十分清洁而无需防止公害的特别设备。
因而，离子氮化法也被称作二十一世纪的“绿色”氮化法。
②由于离子氮化法利用了离子化了的气体的溅射作用，因而与以往的氮化处理相比，可显著的缩短处理时间（离子渗氮的时间仅为普通气体渗氮时间的1/3～1/5）。
③由于离子氮化法利用辉光放电直接对工件进行加热，也无需特别的加热和保温设备，且可以获得均匀的温度分布，与间接加热方式相比加热效率可提高2倍以上，达到节能效果（能源消耗仅为气体渗氮的40～70％）。
④由于离子氮化是在真空中进行，因而可获得无氧化的加工表面，也不会损害被处理工件的表面光洁度。
而且由于是在低温下进行处理，被处理工件的变形量极小，处理后无需再行加工，极适合于成品的处理。
⑤通过调节氮、氢及其他（如碳、氧、硫等）气氛的比例，可自由地调节化合物层的相组成，从而获得预期的机械性能。
⑥离子氮化从380℃起即可进行氮化处理，此外，对钛等特殊材料也可在850℃的高温下进行氮化处理，因而适应范围十分广泛。
⑦由于离子氮化是在低气压下以离子注入的方式进行，因而耗气量极少（仅为气体渗氮的百分之几），可大大降低处离子氮化的常见缺陷:一、硬度偏低生产实践中，工件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。
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离子氮化及优点，常见缺陷及原因分析，工艺制定离子氮化是由德国人B。
Berghaus于1932年发明的。
该法是在0.1～10Torr（Torr=133.3Pa）的含氮气氛中，以炉体为阳极,被处理工件为阴极，在阴阳极间加上数百伏的直流电压，由于辉光放电现象便会产生象霓红灯一样的柔光覆盖在被处理工件的表面。
此时，已离子化了的气体成分被电场加速，撞击被处理工件表面而使其加热.同时依靠溅射及离子化作用等进行氮化处理。
离子氮化法与以往的靠分解氨气或使用氰化物来进行氮化的方法截然不同，作为一种全新的氮化方法,现已被广泛应用于汽车、机械、精密仪器、挤压成型机、模具等许多领域，而且其应用范围仍在日益扩大。
离子氮化法具有以下一些优点：①由于离子氮化法不是依靠化学反应作用，而是利用离子化了的含氮气体进行氮化处理，所以工作环境十分清洁而无需防止公害的特别设备。
因而,离子氮化法也被称作二十一世纪的“绿色”氮化法。
②由于离子氮化法利用了离子化了的气体的溅射作用,因而与以往的氮化处理相比，可显著的缩短处理时间（离子渗氮的时间仅为普通气体渗氮时间的1/3～1/5）.③由于离子氮化法利用辉光放电直接对工件进行加热，也无需特别的加热和保温设备，且可以获得均匀的温度分布，与间接加热方式相比加热效率可提高2倍以上，达到节能效果（能源消耗仅为气体渗氮的40～70%）。
④由于离子氮化是在真空中进行，因而可获得无氧化的加工表面，也不会损害被处理工件的表面光洁度。
而且由于是在低温下进行处理，被处理工件的变形量极小,处理后无需再行加工，极适合于成品的处理.⑤通过调节氮、氢及其他（如碳、氧、硫等）气氛的比例，可自由地调节化合物层的相组成，从而获得预期的机械性能。
⑥离子氮化从380℃起即可进行氮化处理,此外，对钛等特殊材料也可在850℃的高温下进行氮化处理，因而适应范围十分广泛。
⑦由于离子氮化是在低气压下以离子注入的方式进行，因而耗气量极少(仅为气体渗氮的百分之几），可大大降低处离子氮化的常见缺陷:一、硬度偏低生产实践中，工件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。
造成硬度偏低的原因是多方面的：有设备方面的原因，如系统漏气造成氧化；有选材方面的原因，如材料选择不恰当；有前期热处理方面的原因，如基本硬度太低，表面脱碳等；有工艺方面的原因，如氮化温度过高或过低,时间短或氮势不足而造成渗层太薄等等.只有根据具体情况，找准原因，问题才会得以解决。
二、硬度和渗层不均匀装炉方式不当，气压调节不当（如供气量过大)，温度不均,小孔、窄缝未屏蔽造成局面过热等均会造成硬度和渗层不均匀。
三、变形超差变形是难以杜绝的,对易变形件,采取以下措施,有利于减小变形。
氮化前应进行稳定化处理（处理次数可以是几次)直至将氮化前的变形量控制在很小的范围内（一般不应超过氮化后允许变形量的50％);氮化过程中的升、降温速度应缓慢；保温阶段尽量使工件各处的温度均匀一致。
对变形要求严格的工件，如果工艺许可，尽可能采用较低的氮化温度。
四、处观质量差氮化件出炉后首先用肉眼检查外观质量，钢铁零件经氮化处理后表面通常呈银灰色或暗灰色（不同材质的工件，离子氮化后其表面颜色略有区别），钛及钛合金件表面应呈金黄色。
离子渗氮后工件表面不应有明显的电弧烧伤和剥落等缺陷,这些要求在正常情况下是完全可以达到的。
不正常的氮化颜色有以下一些情况：１、表面电弧烧伤：主要是由于工件表面、工件上的小孔中或焊接件的空腔内及组合件的接合面上存在含油杂质，引起强烈弧光放电所致.２、表面剥落起皮：产生起皮的机理还不十分清楚，但在生产实践中,工件表面清理不净、脱碳或气份中含氧量过多、氮化温度过高等有时会产生起皮。
３、表面发蓝或呈紫蓝色这是氧化造成的,如果氧化是在氮化结束后停炉过程中产生的，则仅影响外观质量，对渗层硬度、深度无影响.如果氧化是在氮化过程中产生的，则将不仅影响到产品外观，而且将直接影响到渗层硬度和深度。
表面发蓝的原因可能有：炉子系统漏气，气氛中含水及含氧量过多;工件各处的温度不均匀，温度过低的部位由于渗氮较弱而呈绿色；冷却时工件各部位冷速不一致，冷得慢的部位可能呈蓝色。
４、表面发黑这对将氮化作为最后一道工序的零件将影响外观,但一般不影响渗层硬度和深度。
产生这种现象的原因可能是:炉子系统漏气，气氛中含水量及含氧量过高；温度过高；工件上的油污及氧化皮未去净等.五、脉状氮化物脉状氮化物通常又俗称脉状组织，是指扩散层中与表面平行走向呈白色波纹状的氮化物.其形成机理尚无论，一般认为与合金元素的晶界偏聚及氮原子的扩散有关.因此,控制合金元素偏聚的措施均有利于减轻脉状氮化物的形成。
工艺参数方面，氮化温度越高，保温时间越长,越易促进脉状组织的形成,如工件的棱角处，因氮化温度相对较高，脉状组织比其它部位严重得离子氮化后零件的“肿胀”现象及防治对策一、“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”。
二、影响“肿胀”的因素氮化后尺寸的胀大量取决于零件表层的吸氮量。
因而，影响吸氮量的因素均是影响“肿胀”的因素。
影响“肿胀”的因素主要有：材料中合金元素的含量、氮化温度、氮化时间、氮化气氛中的氮势等。
材料中合金元素含量越高，零件氮化后的“肿胀”越大。
氮化温度愈高、氮化时间愈长，零件氮化后的“肿胀”愈大.氮化气氛的氮势越高，零件氮化后的“肿胀"愈大。
三、“肿胀”的防治办法前以述及,“肿胀”是氮化过程中一种必然的现象，因此要彻底杜绝“肿胀"是不现实的。
我们此处所说的“防治”主要有两种含义：一是尽可能减小“肿胀"量；二是在“肿胀”不可避免的情况下，掌握“肿胀”规律,省去氮化后的再次加工.1、减小“肿胀"的方法①根据工件的服役条件，正确选用材料。
避免因追求工件性能而盲目使用“好”材料（高合金钢）的现象.②根据工件的服役条件，提出合理的氮化要求，避免片面追求氮化层深度和硬度的现象。
③正确做好氮化前的预先热处理工作和“稳定化”处理，预先热处理工艺参数的制定必须正确，操作必须合理。
对形状复杂的零件，在最终精加工前必须进行一次或几次“稳定化”处理。
④在工艺允许的前提下,适当降低氮化温度,缩短氮化时间。
⑤在保证氮化层性能的前提下，调整氮化气氛.⑥合理装炉，确保同炉工件温度的均匀性。
2、“肿胀”规律，省去氮化后的再次加工一般说来，在选材、工艺制定正确的前提下，如能合理装炉，正确操作，则工件的“肿胀”是有一定规律的。
掌握了“肿胀”的规律后，即可在氮化处理前的最后一道加工工序中根据“肿胀"量使工件尺寸处于负偏差，工件经氮化处理后尺寸可正好处于要求的尺寸公差范围内，因而可省去氮化后的再次加工。
离子氮化脉冲电源的优点：脉冲电源离子氮化技术的特点与直流离子氮化相比,脉冲电源使离子氮化工艺得到了进一步的发展,并在直流离子氮化技术基础上拓宽了应用范围。
脉冲电源离子氮化技术具有如下一些特点：1、工艺参数独立可调，脉冲电源的优点之一是工艺参数与物理参数独立可调。
这是因为在直流电源条件下，既要满足零件表面的电流密度要求，又要满足零件保温电流密度的要求，两者相互影响。
而在脉冲电源条件下,电流密度由峰值电流满足，保温电流由平均电流满足,可由两个独立参数分别调节。
因此，工艺参数可在较大范围内变动。
2、打弧速度快，脉冲电源的输出特性,自身就有抑制电弧迅速发展的特点，由于IGBT开关响应速度极快，这更利于我们一旦发现弧光放电就立即关断电源，然后重新点燃电源,这些工作均在几十微秒内完成。
3、无需堵孔,由于脉冲电源对弧光放电的抑制作用，因此对于很多零件无需堵孔,这样给生产操作带来很大的方便.例如处理曲轴时就不需堵孔，而当曲轴上存在有一些为提高零件性能的工艺孔时,这种优点就显得更为突出。
4、处理质量好、变形小，利于提高层深，由于脉冲电源对弧光发电的抑制作用，弧光在零件表面作用的时间极短，可获得高质量的表面，绝无灼伤。
并且提高了工件温度的均匀性，零件变形小.由于其改善了工艺条件，在相同的时间内或者不利于氮化的条件下，能提高层深.5、能提高设备的利用率,在直流电源的条件下，由于工艺参数和物理参数的相互影响,在保温时电压的调节范围通常在650V左右，而采用脉冲电源，电压调节范围将提高,例如在处理狭缝时可将电压提高到900V,增加了电源的有效输出。
6、有利于深孔、窄缝、微孔的渗氮,由于脉冲电源对空心阴极效应的抑制作用，可在深孔、窄缝、微孔内实现氮化。
例如可在型腔≥0。
6mm的铝型材挤压模和Ф4×80(Ф32×1030)的深孔内实现氮化。
7、节能，由于脉冲电源可有效地抑制空心阴极效应的产生，避免小孔、窄缝处打死弧，取消了堵孔等工序，省去了不必要的辅助工时,缩短了工艺周期，节省了大量的人力物力,提高了设备的综合使用效率。
此外脉冲电源中限流电阻的减小，也可节省部分能量，因此脉冲电源较直流电源更加节能。
离子氮化前预先热处理工艺的制订原则:为了保证氮化件心部具有必要的力学性能（也称机械性能),消除加工过程中的内应力，减少氮化变形,为获得良好的氮化层组织性能提供必要的原始组织，并为机械加工提供条件，零件氮化前必须进行不同的预先热处理。
1、氮化工艺参数对预先热处理工艺的要求预先热处理中最后一道工序的加热温度至少要比氮化温度高20～40℃。
否则，零件在氮化过程中其心部组织及力学性能将发生变化，零件的变形无规律，变形量将无法控制。
2、常用的预先热处理工艺常用的预先热处理工艺有调质、淬火+回火、正火及退火。
调质是结构钢常用的预先热处理工艺,调质的回火温度至少要比氮化温度高20～40℃。
回火温度越高，工件硬度越低,基体组织中碳化物弥散度愈小,氮化时氮原子易渗入,氮化层厚度也愈厚，但渗层硬度也愈低.因此，回火温度应根据对基体性能和渗层性能的要求综合确定。
调质后理想的组织是细小均匀分布的索氏体组织，不允许存在粗大的索氏体组织，也不允许有较多的游离铁素体存在。
调质引起的脱碳对渗层脆性和硬度影响很大，所以调质前的工件应留有足够的加工余量，以保证机械加工时能将脱碳层全部切除。
对氮化后要求变形很小的工件，在精加工前（如精磨)还应进行一次或多次稳定化处理，处理温度应低于调质温度而高于氮化温度。