关于渗氮处理
渗氮工艺技术
渗氮工艺技术渗氮工艺技术是一种主要应用于金属材料表面改性的加工技术，其原理是在金属材料表面通过渗氮处理，使其表面形成一层致密、均匀的氮化层，从而提高材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能，以延长材料的使用寿命。
渗氮工艺技术的实施在于将金属材料放入特制的氮化剂中进行处理。
常用的渗氮气体有氨气、氮气和氮气混合物等。
在渗氮过程中，金属材料会被加热到一定温度，同时氮化剂会被加热到一定温度并与金属材料的表面发生反应，从而将氮元素渗入金属材料的表面，形成氮化层。
渗氮工艺技术的优点在于能够在金属材料的表面形成一层致密、均匀的氮化层，这种氮化层具有很高的硬度和耐磨性，能够有效抵抗外界因素对金属材料的磨损和腐蚀。
此外，渗氮工艺技术对底材的变形和变色作用较小，能够保持材料的原有外观和尺寸。
渗氮工艺技术在实际生产中具有广泛的应用，特别是在机械制造、汽车制造和航空航天等领域。
以机械零件为例，渗氮处理后的零件能够提高其抗疲劳性能、抗压性能和抗冲击性能，从而延长零件的使用寿命，提高机械设备的稳定性和运行效率。
在汽车制造方面，渗氮技术可以应用于发动机活塞、气门、齿轮和曲轴等零部件的加工，以增强其耐磨性和耐腐蚀性。
在航空航天领域，渗氮工艺技术被广泛应用于各类重要零部件的加工，能够提高材料的强度和耐高温性能，提高飞机的安全性和可靠性。
然而，渗氮工艺技术也存在一些问题和挑战。
首先是工艺参数的选择和控制问题，包括渗氮温度、渗氮时间、氮气流量等参数的选择对于氮化层质量和性能具有重要影响，需要进行合理的调控。
其次是金属材料的选择问题，不同金属材料对渗氮工艺技术的适应性不同，需要针对不同材料进行合理的工艺选择和优化。
同时，渗氮工艺技术还存在一些问题，如表面裂纹、变色和松散等，需要进一步解决和改善。
总而言之，渗氮工艺技术是一种可以显著改善金属材料表面性能的加工技术，在实际应用中具有广阔的前景。
通过合理的工艺选择和优化，可以实现对金属材料的有效改性，提高其硬度、耐磨性和耐腐蚀性能，从而延长材料的使用寿命，推动金属材料的发展和应用。
渗氮及氮化处理
渗氮及氮化处理渗氮渗氮，是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。
传统的气体渗氮是把工件放入密封容器中，通以流动的氨气并加热，保温较长时间后，氨气热分解产生活性氮原子，不断吸附到工件表面，并扩散渗入工件表层内，从而改变表层的化学成分和组织，获得优良的表面性能。
如果在渗氮过程中同时渗入碳以促进氮的扩散，则称为氮碳共渗。
常用的是气体渗氮和离子渗氮。
原理应用渗入钢中的氮一方面由表及里与铁形成不同含氮量的氮化铁，一方面与钢中的合金元素结合形成各种合金氮化物，特别是氮化铝、氮化铬。
这些氮化物具有很高的硬度、热稳定性和很高的弥散度，因而可使渗氮后的钢件得到高的表面硬度、耐磨性、疲劳强度、抗咬合性、抗大气和过热蒸汽腐蚀能力、抗回火软化能力，并降低缺口敏感性。
与渗碳工艺相比，渗氮温度比较低，因而畸变小，但由于心部硬度较低，渗层也较浅，一般只能满足承受轻、中等载荷的耐磨、耐疲劳要求，或有一定耐热、耐腐蚀要求的机器零件，以及各种切削刀具、冷作和热作模具等。
渗氮有多种方法，常用的是气体渗氮和离子渗氮。
钢铁渗氮的研究始于20世纪初，20年代以后获得工业应用。
最初的气体渗氮，仅限于含铬、铝的钢，后来才扩大到其他钢种。
从70年代开始，渗氮从理论到工艺都得到迅速发展并日趋完善，适用的材料和工件也日益扩大，成为重要的化学热处理工艺之一。
气体渗氮一般以提高金属的耐磨性为主要目的，因此需要获得高的表面硬度。
它适用于38CrMoAl等渗氮钢。
渗氮后工件表面硬度可达HV850～1200。
渗氮温度低，工件畸变小，可用于精度要求高、又有耐磨要求的零件，如镗床镗杆和主轴、磨床主轴、气缸套筒等。
但由于渗氮层较薄，不适于承受重载的耐磨零件。
气体参氮可采用一般渗氮法（即等温渗氮）或多段（二段、三段）渗氮法。
前者是在整个渗氮过程中渗氮温度和氨气分解率保持不变。
温度一般在480～520℃之间,氨气分解率为15～30%,保温时间近80小时。
金属热处理-渗氮
金属热处理:渗氮使氮原子渗入钢铁工件表层内的化学热处理工艺。
传统的气体渗氮是把工件放入密封容器中﹐通以流动的氨气并加热﹐保温较长时间后﹐氨气热分解產生活性氮原子﹐不断吸附到工件表面﹐并扩散渗入工件表层内﹐从而更改表层的化学成分和组织﹐获得优良的表面性能。
假如在渗氮过程中同时渗入碳以促进氮的扩散﹐则称为氮碳共渗。
钢铁渗氮的讨论始於20世纪初﹐20时代以后获得工业应用。
最初的气体渗氮﹐仅限於含铬﹑铝的钢﹐后来才扩大到其他钢种。
从70时代开始﹐渗氮从理论到工艺都得到快速进展并日趋完善﹐适用的材料和工件也日益扩大﹐成为紧要的化学热处理工艺之一。
渗入钢中的氮一方面由表及裡与铁形成不同含氮量的氮化铁﹐一方面与钢中的合金元素结合形成各种合金氮化物﹐特别是氮化铝﹑氮化铬。
这些氮化物具有很高的硬度﹑热稳定性和很高的弥散度﹐因而可使渗氮后的钢件得到高的表面硬度﹑耐磨性﹑疲乏强度﹑抗咬合性﹑抗大气和过热蒸汽腐蚀本领﹑抗回火软化本领﹐并降低缺口敏感性。
与渗碳工艺相比﹐渗氮温度比较低﹐因而畸变小﹐但由於心部硬度较低﹐渗层也较浅﹐一般只能充足承受轻﹑中等载荷的耐磨﹑耐疲乏要求﹐或有肯定耐热﹑耐腐蚀要求的机器零件﹐以及各种切削刀具﹑冷作和热作模具等。
渗氮有多种方法﹐常用的是气体渗氮和离子渗氮。
气体渗氮一般以提高金属的耐磨性为重要目的﹐因此需要获得高的表面硬度。
它适用於38CrMnAc等渗氮钢。
渗氮后工件表面硬度可达HV850～1200。
渗氮温度低﹐工件畸变小﹐可用於精度要求高﹑又有耐磨要求的零件﹐如鏜床鏜杆和主轴﹑磨床主轴﹑气缸套筒等。
但由於渗氮层较薄﹐不适於承受重载的耐磨零件。
气体参氮可採用一般渗氮法（即等温渗氮）或多段（二段﹑三段）渗氮法。
前者是在整个渗氮过程中渗氮温度和氨气分解率保持不变。
温度一般在480～520℃之间﹐氨气分解率为15～30％﹐保温时间近80小时。
这种工艺适用於渗层浅﹑畸变要求严﹑硬度要求高的零件﹐但处理时间过长。
渗氮
渗氮求助编辑渗氮，是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。
传统的气体渗氮是把工件放入密封容器中，通以流动的氨气并加热，保温较长时间后，氨气热分解产生活性氮原子，不断吸附到工件表面，并扩散渗入工件表层内，从而改变表层的化学成分和组织，获得优良的表面性能。
如果在渗氮过程中同时渗入碳以促进氮的扩散，则称为氮碳共渗。
常用的是气体渗氮和离子渗氮。
目录编辑本段一般以提高金属的耐磨性为主要目的，因此需要获得高的表面硬度。
它适用于38CrMoAl等渗氮钢。
渗氮后工件表面硬度可达HV850～1200。
渗氮温度低，工件畸变小，可用于精度要求高、又有耐磨要求的零件，如镗床镗杆和主轴、磨床主轴、气缸套筒等。
但由于渗氮层较薄，不适于承受重载的耐磨零件。
气体参氮可采用一般渗氮法（即等温渗氮）或多段（二段、三段）渗氮法。
前者是在整个渗氮过程中渗氮温度和氨气分解率保持不变。
温度一般在480～520℃之间,氨气分解率为15～30%,保温时间近80小时。
这种工艺适用于渗层浅、畸变要求严、硬度要求高的零件，但处理时间过长。
多段渗氮是在整个渗氮过程中按不同阶段分别采用不同温度、不同氨分解率、不同时间进行渗氮和扩散。
整个渗氮时间可以缩短到近50小时，能获得较深的渗层，但这样渗氮温度较高，畸变较大。
还有以抗蚀为目的的气体渗氮，渗氮温度在 550～700℃之间,保温0.5～3小时，氨分解率为35～70%，工件表层可获得化学稳定性高的化合物层，防止工件受湿空气、过热蒸汽、气体燃烧产物等的腐蚀。
正常的气体渗氮工件，表面呈银灰色。
有时，由于氧化也可能呈蓝色或黄色，但一般不影响使用。
编辑本段离子渗氮又称辉光渗氮，是利用辉光放电原理进行的。
把金属工件作为阴极放入通有含氮介质的负压容器中，通电后介质中的氮氢原子被电离，在阴阳极之间形成等离子区。
在等离子区强电场作用下，氮和氢的正离子以高速向工件表面轰击。
渗氮处理工艺作用原理
渗氮处理工艺作用原理
渗氮处理是一种应用广泛的工艺，主要用于提高金属或合金的表面硬度、耐磨性和抗腐蚀性能。
渗氮处理工艺的作用原理主要包括以下几个方面：
1. 渗氮机理
渗氮是指将氮原子渗透到金属或合金的表面层中，形成氮化物层，从而改善材料的性能。
渗氮主要通过固体、气体和液体三种方式进行。
一般采用固体氮源如氮化钠、氮化硼等，通过高温高压条件下将氮原子扩散到金属基体中形成氮化物层。
2. 晶体结构改变
在渗氮处理过程中，金属基体的结构会发生显著改变。
氮原子通过扩散作用，会与金属基体原子结合形成新的晶体结构，导致表面层的晶粒细化，晶粒的形态和取向也会发生变化，从而提高了材料的硬度和强度。
3. 形成氮化物层
渗氮处理后，金属或合金表面会形成一层致密的氮化物层，这一层氮化物具有较高的硬度和耐腐蚀性，能够有效提高材料的使用寿命。
氮化物通常包括ε-Fe2-3N、γ’-Fe4N 等，这些氮化物的硬度远高于金属基体，起到了增强材料性能的作用。
4. 表面改性
在渗氮处理过程中，金属或合金的表面会发生化学成分的改变，从而使表面具有更好的抗磨损和抗腐蚀性能。
通过渗氮处理，可以有效延长材料的使用寿命，降低维护成本，提高设备的稳定性和可靠性。
总的来说，渗氮处理工艺的作用原理是通过氮原子的扩散作用，形成致密的氮化物层，改变金属或合金的晶体结构，提高材料的硬度、耐磨性和抗腐蚀性能。
这种表面改性技术在工程领域有着广泛的应用前景，可以为各行各业提供更加优质的材料和设备。
1。
渗氮处理工艺流程
渗氮处理工艺流程在生产制造行业中，渗氮处理是一种重要的表面处理工艺，用来改善金属材料的硬度、耐磨性和耐蚀性。
渗氮工艺主要应用于钢铁、铜合金、镍合金等金属材料上，通过将氮原子渗入材料表面，形成氮化层来增强金属材料的表面性能。
渗氮处理工艺流程通常包括以下几个步骤：第一步：清洗准备在进行渗氮处理之前，首先需要对金属工件进行彻底的清洗准备工作。
这包括去除表面的污垢、油脂以及氧化物等杂质，确保金属表面干净。
清洗可以采用化学清洗、机械清洗或者超声波清洗等方法，以确保金属表面干净无杂质。
第二步：预处理在清洗准备完成后，接下来进行预处理工作。
预处理的主要目的是在金属表面形成一层含氮元素的活化层，以便更好地吸收渗入的氮原子。
预处理方法包括化学活化、阳极氧化、磷化等，这些方法可以有效地提高金属材料对氮原子的吸收率。
第三步：渗氮处理渗氮处理是整个工艺流程的核心步骤。
在这一步骤中，将金属工件置于含氮气体的环境中，利用温度和压力等条件，让氮气原子渗入金属材料表面形成氮化层。
这样可以显著提高金属材料的硬度和耐磨性，延长其使用寿命。
第四步：淬火处理渗氮处理完成后，金属工件需要进行淬火处理，以消除渗氮过程中可能产生的残余应力，同时进一步提高材料的硬度。
淬火处理的温度和速度是需要精确控制的，以确保金属材料达到理想的性能指标。
第五步：表面处理最后一步是进行表面处理，这包括去除表面氮化层上的氧化物以及残留的杂质，使之更加光滑和整洁。
表面处理可以采用打磨、抛光或者酸洗等方法，使金属表面呈现出良好的光洁度和外观。
通过以上这些步骤的有序进行，渗氮处理工艺可以有效地提高金属材料的表面性能，增强其在使用过程中的耐磨和耐蚀能力。
渗氮处理不仅可以应用于制造业的各个领域，还可以为金属材料的发展提供更加坚实可靠的技术支撑。
渗氮处理是什么工艺
渗氮处理是什么工艺渗氮处理是一种常见的工艺，主要用于提高金属工件的表面硬度和耐磨性。
它通过在金属表面形成一层氮化物膜来改善金属的性能，从而延长金属件的使用寿命。
渗氮处理通常适用于钢材和铸铁等金属材料，能够有效提高材料的强度和耐磨性。
在渗氮处理的过程中，金属工件会被置于含氮气体的高温环境中，使氮元素渗透到金属表面并与金属原子结合，形成坚固的氮化物层。
这一层氮化物膜可以显著提高金属的硬度和耐磨性，从而增强金属件的使用寿命和性能。
渗氮处理通常包括准备工作、预处理、渗氮处理和后处理等步骤。
首先是对金属工件进行清洁和表面处理，确保金属表面无污垢和氧化物。
然后将金属件置于高温炉中，在一定的温度和氮气氛下进行渗氮处理，使氮元素渗透到金属表面。
处理时间和温度取决于金属材料的种类和要求的性能。
经过渗氮处理后，金属表面形成一层坚固的氮化物膜，使金属件具有较高的硬度和耐磨性。
这不仅提高了金属件的使用寿命，还可以降低摩擦损耗，减少润滑剂的使用。
渗氮处理的工艺稳定可靠，能够在一定程度上改善金属材料的性能。
在工业生产中，渗氮处理广泛应用于汽车制造、机械制造、航空航天等领域。
通过渗氮处理，可以提高零部件的耐磨性和使用寿命，降低设备的维护成本，提高生产效率。
因此，渗氮处理作为一种重要的表面处理工艺，对于提高金属零件的质量和性能具有重要意义。
总的来说，渗氮处理是一种有效的工艺，能够显著改善金属材料的性能，提高零部件的使用寿命和耐磨性。
通过渗氮处理，可以使金属件表面形成坚固的氮化物膜，从而提高金属的硬度和耐磨性，降低摩擦损耗，延长设备的使用寿命。
在今后的工业生产中，渗氮处理将继续发挥重要作用，推动金属材料性能的提升和工业制造的发展。
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渗氮工艺
渗氮工艺渗氮简介渗氮，是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。
传统的气体渗氮是把工件放入密封容器中，通以流动的氨气并加热，保温较长时间后，氨气热分解产生活性氮原子，不断吸附到工件表面，并扩散渗入工件表层内，从而改变表层的化学成分和组织，获得优良的表面性能。
如果在渗氮过程中同时渗入碳以促进氮的扩散，则称为氮碳共渗。
常用的是气体渗氮和离子渗氮。
工艺操作渗氮操作：1．升温：升温前应通氨排气，氨气流量是正常使用流量的2倍以上，对变形要求严格的，采用阶梯升温，在200~250ºC、400~450ºC各保温1~2h，也可以使升温速度小于50ºC/h，在接近保温时间时，应加大氨量，使分解率控制在工艺要求下限2．排气：一般边升温边排气，在150~200ºC内排空，在排气过程中可以用pH试纸（试纸用水浸湿，遇氨气变蓝色）或玻璃棒（玻璃棒沾盐遇氨气有白烟排出）方法检查炉罐及管道密封情况排气阶段，不断通入氨气，使炉气压力达到200~400Pa，由于氨气易溶于水，所以测定氨分解率的U形管中通常装入油。
在渗氮罐中，空气不清作，不能点燃排气管，在升温阶段氨分解率可达70%，炉气中氨的体积分数大于95%时，可减少氨流量，并保持炉内正压3．保温：当温度达到工艺规定温度后，调节氨流量，使氨分解率控制在18%~35%，并开始计算保温时间，这时炉压在200~600Pa，在渗氮过程中，采用调节氨流量的方法来控制氨分解率，一般每隔15~30min测一次氨分解率，在保温过程中，炉温上下偏差应小于5ºC，在接近保温结束时，应从取样孔中取出试样，进行必要的分析4．脱氮冷却：在渗氮整个阶段结束后，关闭排气阀门，减少氨流量，保温2h，使氨分解率大于70%，使零件表面氮浓度降低，减少表面脆性。
此后停电降温，继续向炉内通入少量氨气，使炉子保持正压，炉温降至150ºC以下可停止供氨出炉，零件出炉应避免碰撞1。
合金钢表面渗氮处理
合金钢表面渗氮处理合金钢表面渗氮处理是一种常见的表面改性技术，通过将氮元素引入合金钢的表层，改善了其硬度、耐磨性和耐蚀性，提高了材料的综合性能。
本文将从渗氮的原理、渗氮方法和渗氮处理的效果等方面进行详细介绍。
一、渗氮原理合金钢表面渗氮处理是利用氮在高温下与钢的表面发生化学反应的特性，将氮原子引入钢材表层。
这种处理方法可以通过多种方式实现，包括气体渗氮、盐浴渗氮、浆料渗氮和离子渗氮等。
其中，离子渗氮是一种较为常用的方法。
在渗氮过程中，渗氮源通常是氨气，通过将氨气电离成氮离子，然后在高温下将氮离子引入合金钢表面，实现渗氮。
二、渗氮方法1. 气体渗氮：将氨气或氮气通入渗氮炉中，在高温下使氨气或氮气分解产生游离的氮原子，然后通过扩散作用将氮原子渗透到合金钢表面。
这种方法操作简单，成本较低，但渗层深度较浅，一般不超过0.5mm。
2. 盐浴渗氮：将含有氮化物的盐浴加热至高温，然后将合金钢浸入盐浴中进行渗氮处理。
这种方法渗层深度较大，一般可达1-2mm，但温度较高，对钢材的变形和热应力有一定影响。
3. 浆料渗氮：将氮化物粉末与助剂混合成浆料，然后将浆料涂覆在合金钢表面，在高温下使氮化物分解，将氮原子渗透到钢材表层。
这种方法对钢材的变形和热应力影响较小，但渗层深度较浅。
4. 离子渗氮：在真空或氮气气氛中，通过电离氨气产生氮离子，然后加速氮离子并引入合金钢表面，实现渗氮。
这种方法操作灵活，渗层深度可控制，且渗层均匀。
三、渗氮处理的效果合金钢表面渗氮处理后，可以显著提高钢材的硬度和耐磨性，使其具有较好的耐磨性能。
渗氮处理后的合金钢表面形成了一层硬度较高的氮化物，这种氮化物可以在摩擦和磨损过程中起到保护作用。
同时，渗氮处理还可以显著提高合金钢的耐蚀性能，使其在恶劣环境下具有更好的抗腐蚀能力。
此外，渗氮处理还可以提高合金钢的疲劳强度和抗氢脆性能，延长材料的使用寿命。
合金钢表面渗氮处理是一种有效的表面改性技术，通过引入氮元素，可以显著改善合金钢的硬度、耐磨性和耐蚀性，提高材料的综合性能。
渗氮处理
单体内
600以下
600以上
45
60
同一批次
600以下
600以上
70
100
窒化处理后的化合物层厚度（均匀性）一般满足以下要求： 单位：um
化合物层深度
单体内
深度偏差
同一批次
5以下
2
3
5-10 10-20 20以上
4
5
6
7
8
10
参考JIS B 6915:1998
谢谢！Leabharlann 铜箔 氮化层芯材膜厚块
金相分析仪
化合物层厚度
主要是Ｆe3N及少量Fe4C
S45C系列用３％硝酸（HNO3）＋９７％乙醇（C2H6O）溶液腐蚀 SUM系列用五水硫酸铜(CuSO4.5H2O)＋盐酸（HCl）溶液腐蚀
窒化处理后的样品硬度（均匀性）一般满足以下要求： 单位：um
HV 实际值
HV(max-min)
气体渗氮技术流程
表面清 洗
气体去油，氧 化铝粉将表面 作喷砂处理
二选一
表面加以磷 酸皮膜处理
加热
同时进行
排除空 气
渗氮炉
渗氮处理
（520C。左右， 4-10h）
氮化处理 冷却
热交换机 启动
气体渗氮的三种方法
一段式渗氮法
等温渗氮也称一段式渗氮法。 它是在恒温下进行长时间保温的 渗氮工艺，渗氮温度510~530℃， 其渗氮工艺曲线如图所示。
特点：三段式渗氮能进一步提高渗氮速度，但硬度比一般渗氮工艺 低，脆性、变形等比一般渗氮工艺略大。
渗氮注意事项
(1)渗氮前的预备热处理调质--渗氮工件在渗氮前应进行调质处理,以 获得回火索氏体组织.调质处理回火温度一般高于渗氮温度. (2)渗氮前的预备热处理去应力处理--渗氮前应尽量消除机械加工过 程中产生的内应力以稳定零件尺寸.消除应力的温度均应低于回火温 度,保温时间比回火时间要长些,再缓慢冷却到室温.断面尺寸较大的 零件不宜用正火.工模具钢必须采用淬火回火,不得用退火. (3)渗氮零件的表面粗糙度Ra应小于1.6um,表面不得有拉毛、碰伤及 生锈等缺陷.不能及 时处理的零件须涂油保护,以免生锈.吊装入炉时 再用清洁汽油擦净以保证清洁度. (4)含有尖角和锐边的工件,不宜进行氮化处理. (5)局部不氮化部位的保护,不宜用留加工余量的方法. (6)表面未经磨削处理的工件,不得进行氮化
渗氮处理工艺
渗氮处理工艺
渗氮处理工艺是一种具有良好应用效果的热处理工艺。
1. 什么是渗氮处理工艺？
渗氮处理工艺是一种将钢材表面的氮原子渗入到内部金属层，使钢材
表面形成一层保护性氮化膜，从而达到增强材料耐腐蚀性能和改进机
械性能的一种热处理方法。
2. 渗氮处理工艺的作用
（1）增强材料的耐腐蚀性：氮化层具有紧凑的结构和抗腐蚀的特性，
能更有效的隔绝外界腐蚀介质，有效的提高材料的耐腐蚀性能。
（2）提高防冻性能：氮化层能有效的结合水分和CO2，可以大大减少
钢材受到流体腐蚀时的金属凝固，从而提高防冻性。
（3）提高抗疲劳性：氮化层不仅抗缩裂，而且还能抗划痕和扩展裂纹，防止强度过大时钢材出现断裂，从而提高抗疲劳性和磨损性。
（4）提高抗冲击性：氮化层厚度甚至可达数微米，具有强大的抗冲击
性能，而氮化层厚度对能够抵抗的冲击压力有限制，因此，渗氮处理
工艺能提高抗冲击性能。
3. 渗氮处理工艺的工艺要求
（1）渗氮处理温度一般在400~850摄氏度之间，氮化处理时间可由产品性能和渗氮处理设备特性而定；
（2）由于渗氮处理的过程中很难完全控制温度，在高温下，钢材内部的氮原子会被过多钙化，不仅会降低渗氮处理后的硬度，还会增加钢材表面的摩擦系数；
（3）上述温度段中，温度越到越高时，氮化处理性能也会越好。
4. 渗氮处理工艺的应用领域
渗氮处理技术不仅在航空、航天、汽车、风能和军工等行业有广泛应用，而且也被延伸到了电镀、化工等行业，完成机械装备配件的镀膜保护和抗腐蚀处理外观装饰，以及其他金属加工行业和机械设备加工行业等。
渗氮处理的主要目的是什么
渗氮处理的主要目的是什么
渗氮处理是一种广泛应用于工业生产和农业领域的技术，其主要目的是对土壤中的氮元素进行有效管理和控制，以提高作物生长的效率和质量。
在现代农业中，氮素是植物生长所必需的营养元素之一，但同时也是导致土壤质量下降和环境污染的主要原因之一。
首先，渗氮处理的主要目的之一是优化土壤中氮素的利用。
通过合理施用氮肥并采取科学管理措施，可以提高氮肥的利用率，减少浪费和农田中的氮素积累。
这有助于降低农业生产成本，并减少对环境的负面影响。
此外，合理的氮素管理还可以提高作物对氮素的吸收利用效率，促进作物生长和增加产量。
其次，渗氮处理还可以减少氮肥对环境造成的污染。
过量施用氮肥会导致土壤中氮素的过剩和流失，进而污染地下水和水体，引发水质问题和生态环境恶化。
通过采取渗氮处理措施，可以有效减少氮肥对环境的排放和污染，保护农田生态系统的平衡和稳定。
此外，渗氮处理还可以改善土壤质量和提高农田生态环境的整体状况。
正确施用氮肥并结合渗氮技术，可以促进土壤微生物的活动和提高土壤肥力，增加土壤有机质含量，改善土壤结构，提高土壤通气性和保水性，有利于作物根系生长和发育，增强作物对抗逆境的能力。
总的来说，渗氮处理的主要目的是通过科学管理土壤中的氮素，提高氮肥利用效率，减少对环境的污染，改善土壤质量，促进作物生长，从而实现可持续农业生产和保护生态环境的目标。
在未来的农业生产中，渗氮处理将会发挥越来越重要的作用，成为推动农业可持续发展的重要技术手段之一。
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渗氮及氮化处理资料
渗氮渗氮，是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。
传统的气体渗氮是把工件放入密封容器中，通以流动的氨气并加热，保温较长时间后，氨气热分解产生活性氮原子，不断吸附到工件表面，并扩散渗入工件表层内，从而改变表层的化学成分和组织，获得优良的表面性能。
如果在渗氮过程中同时渗入碳以促进氮的扩散，则称为氮碳共渗。
常用的是气体渗氮和离子渗氮。
原理应用渗入钢中的氮一方面由表及里与铁形成不同含氮量的氮化铁，一方面与钢中的合金元素结合形成各种合金氮化物，特别是氮化铝、氮化铬。
这些氮化物具有很高的硬度、热稳定性和很高的弥散度，因而可使渗氮后的钢件得到高的表面硬度、耐磨性、疲劳强度、抗咬合性、抗大气和过热蒸汽腐蚀能力、抗回火软化能力，并降低缺口敏感性。
与渗碳工艺相比，渗氮温度比较低，因而畸变小，但由于心部硬度较低，渗层也较浅，一般只能满足承受轻、中等载荷的耐磨、耐疲劳要求，或有一定耐热、耐腐蚀要求的机器零件，以及各种切削刀具、冷作和热作模具等。
渗氮有多种方法，常用的是气体渗氮和离子渗氮。
钢铁渗氮的研究始于20世纪初，20年代以后获得工业应用。
最初的气体渗氮，仅限于含铬、铝的钢，后来才扩大到其他钢种。
从70年代开始，渗氮从理论到工艺都得到迅速发展并日趋完善，适用的材料和工件也日益扩大，成为重要的化学热处理工艺之一。
气体渗氮一般以提高金属的耐磨性为主要目的，因此需要获得高的表面硬度。
它适用于38CrMoAl等渗氮钢。
渗氮后工件表面硬度可达HV850～1200。
渗氮温度低，工件畸变小，可用于精度要求高、又有耐磨要求的零件，如镗床镗杆和主轴、磨床主轴、气缸套筒等。
但由于渗氮层较薄，不适于承受重载的耐磨零件。
气体参氮可采用一般渗氮法（即等温渗氮）或多段（二段、三段）渗氮法。
前者是在整个渗氮过程中渗氮温度和氨气分解率保持不变。
温度一般在480～520℃之间,氨气分解率为15～30%,保温时间近80小时。
热处理工艺中的渗氮处理及其应用
热处理工艺中的渗氮处理及其应用热处理工艺是一种通过改变材料的结构和组织来改善材料性能的工艺。
在热处理中，渗氮处理是其中一种重要的处理方法。
渗氮处理可以在材料表面形成氮化物层，以提高材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能。
本文将介绍渗氮处理的工艺原理、方法及其在各个领域的应用。
一、渗氮处理的工艺原理渗氮处理是通过将材料置于富含氮气的环境中，在高温高压条件下，使氮原子浸入材料表面，与基体材料发生化学反应，形成氮化物层。
这种氮化物层可以显著改善材料的表面性能，从而提高材料的使用寿命和性能稳定性。
二、渗氮处理的方法1. 氨气渗氮法氨气渗氮法是目前应用最广泛的渗氮处理方法之一。
该方法通过将材料放置在密封的渗氮箱中，然后通过加热使氨气分解，释放出活性氮原子。
活性氮原子会在高温下浸入材料表面，并与材料中的金属元素发生反应，形成氮化物层。
2. 离子渗氮法离子渗氮法是一种高速且精密的渗氮处理方法。
该方法利用离子轰击的方式将活性氮原子注入到材料表面，形成硬度更高的氮化物层。
离子渗氮法可以实现快速渗氮，且可以对材料进行定点处理，适用于各种材料的渗氮处理。
三、渗氮处理的应用1. 机械制造领域渗氮处理在机械制造领域中有广泛的应用。
例如，汽车发动机的气门、曲轴和齿轮等零件常常通过渗氮处理来提高其耐磨性和抗疲劳性能。
渗氮处理还可以应用于模具制造中，提高模具的硬度和使用寿命。
2. 刀具制造领域刀具在加工过程中承受较大的切削力和摩擦力，因此渗氮处理是刀具制造领域常用的表面处理方法之一。
通过渗氮处理，刀具的表面硬度得到提高，耐磨性和切削性能大幅度改善，延长了刀具的使用寿命。
3. 轴承制造领域渗氮处理对轴承的制造与使用也具有重要意义。
轴承通过渗氮处理可以提高其耐磨性和抗疲劳性能，减少摩擦损失，提高轴承的使用寿命。
渗氮处理还可以改善轴承的耐腐蚀性能，增加轴承在恶劣环境下的可靠性。
四、结论渗氮处理是热处理工艺中一种有效的表面处理方法。
通过渗氮处理，材料的表面性能得到显著改善，提高了材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能。
渗氮处理在哪个环节
渗氮处理在哪个环节在现代农业生产中，渗氮处理是一项关键的环节，其在农田种植、生长发育和产量增加等方面发挥着重要作用。
渗氮处理是指在农业生产中通过添加含氮化合物的物质来提供植物所需的氮元素，从而促进植物的生长和产量提高。
那么，究竟在哪些环节可以进行渗氮处理呢？下面将逐一介绍。
土壤改良首先，土壤改良是渗氮处理的重要环节之一。
土壤中的氮素是植物生长的重要营养元素之一，通过在土壤中施加含氮化合物的有机肥料或者氮肥，可以提高土壤中氮素的含量，从而为作物的生长提供充足的氮源。
在土壤改良中进行渗氮处理不仅可以改善土壤的肥力状况，还能够提高作物的氮素吸收利用率，促进作物的健康生长。
种子处理其次，在作物种植的前期阶段，种子处理也是进行渗氮处理的关键环节之一。
种子是作物生长的基础，在种子表面涂覆含氮化合物的种子处理剂可以有效地提高种子发芽率和幼苗生长势。
渗氮处理可以促进种子中氮素的吸收和转运，从而为幼苗的生长提供足够的养分支持，使作物在生长初期就能够获得足够的氮素营养，有利于作物的生长壮大。
生长期施肥此外，在作物生长期间的施肥也是进行渗氮处理的重要环节。
根据不同作物的生长习性和生长需求，通过合理施用含氮化合物的氮肥或者有机肥料，可以为作物提供充足的氮素养分，满足作物不同生长阶段的氮素需求。
生长期施肥中进行渗氮处理可以提高氮素的利用效率，减少氮素的损失，避免土壤氮素的过度积累，有利于环境保护和提高作物产量。
病虫害防治最后，在作物生长期间的病虫害防治也是需要进行渗氮处理的一个重要环节。
一些含氮化合物对一些病虫害具有一定的驱避或者诱杀作用，通过在防治病虫害的过程中使1用含氮化合物的农药或者生物控制剂，可以减少病虫害对作物的危害，降低防治成本，保障作物的健康生长和丰产。
综上所述，在农田种植、生长发育和产量增加等方面，渗氮处理在土壤改良、种子处理、生长期施肥以及病虫害防治等环节起着至关重要的作用。
通过合理选择和使用含氮化合物的物质，可以提高作物的产量和质量，实现农业生产的可持续发展。
渗氮与氮化处理
渗氮渗氮，是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。
传统的气体渗氮是把工件放入密封容器中，通以流动的氨气并加热，保温较长时间后，氨气热分解产生活性氮原子，不断吸附到工件表面，并扩散渗入工件表层内，从而改变表层的化学成分和组织，获得优良的表面性能。
如果在渗氮过程中同时渗入碳以促进氮的扩散，则称为氮碳共渗。
常用的是气体渗氮和离子渗氮。
原理应用渗入钢中的氮一方面由表及里与铁形成不同含氮量的氮化铁，一方面与钢中的合金元素结合形成各种合金氮化物，特别是氮化铝、氮化铬。
这些氮化物具有很高的硬度、热稳定性和很高的弥散度，因而可使渗氮后的钢件得到高的表面硬度、耐磨性、疲劳强度、抗咬合性、抗大气和过热蒸汽腐蚀能力、抗回火软化能力，并降低缺口敏感性。
与渗碳工艺相比，渗氮温度比较低，因而畸变小，但由于心部硬度较低，渗层也较浅，一般只能满足承受轻、中等载荷的耐磨、耐疲劳要求，或有一定耐热、耐腐蚀要求的机器零件，以及各种切削刀具、冷作和热作模具等。
渗氮有多种方法，常用的是气体渗氮和离子渗氮。
钢铁渗氮的研究始于20世纪初，20年代以后获得工业应用。
最初的气体渗氮，仅限于含铬、铝的钢，后来才扩大到其他钢种。
从70年代开始，渗氮从理论到工艺都得到迅速发展并日趋完善，适用的材料和工件也日益扩大，成为重要的化学热处理工艺之一。
气体渗氮一般以提高金属的耐磨性为主要目的，因此需要获得高的表面硬度。
它适用于38CrMoAl等渗氮钢。
渗氮后工件表面硬度可达HV850～1200。
渗氮温度低，工件畸变小，可用于精度要求高、又有耐磨要求的零件，如镗床镗杆和主轴、磨床主轴、气缸套筒等。
但由于渗氮层较薄，不适于承受重载的耐磨零件。
气体参氮可采用一般渗氮法（即等温渗氮）或多段（二段、三段）渗氮法。
前者是在整个渗氮过程中渗氮温度和氨气分解率保持不变。
温度一般在480～520℃之间,氨气分解率为15～30%,保温时间近80小时。
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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。
编辑本段二、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。
至于工具钢如H11（SKD61）D2（SKD –11），即有高表面硬度及高心部强度。
编辑本段三、氮化处理技术流程：
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。
部分零件也需要用汽油清洗比较好，但在渗氮前之最后加工方法若采用抛光、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。
此时宜采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abrasive 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
将被处理零件置于渗氮炉中，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（注意炉温不能高于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，但一般皆采用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机，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。
编辑本段四、气体氮化技术：
气体氮化系于1923年由德国AF ry 所发表，将工件置于炉内，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 + 3/2 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于氮化之钢种，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，用于塑胶射出形机的送料管及螺旋杆的氮化。
编辑本段五、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于韧性的氮化物，液体软氮化的方法是将被处理工件，先除锈，脱脂，预热后再置于氮化坩埚内，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，氮化期间由于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。
液体软氮化适用于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。
采用液体软氮化的国家，西欧各国、美国、苏俄、日本。
编辑本段六、离子氮化技术：
此一方法为将一工件放置于氮化炉内，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升，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采用氮气，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，由于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，由于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，由于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于长时间的处理，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
编辑本段相关标准
GB/T11354-2005 钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验GB/T18177-2008 钢件的气体渗氮HB/Z79-1995 航空结构钢及不锈钢渗氮工艺说明书JB/T6956-2007 钢铁件的离子渗氮JB/T8491.5-2008 机床零件热处理技术条件5渗氮、氮碳共渗JB/T9172-1999 齿轮渗氮、氮碳共渗工艺及质量控制JB/T9173-1999 齿轮碳氮共渗工艺及质量控制QJ2539.3-1993 化学热处理钢的气体渗氮CB3385-1991 钢铁零件渗氮层深度测定方法。