滲氮

a.去污處理。零件裝爐前要用汽油或酒精進行脫脂、去污處理，零件表面不允許有銹蝕及臟污。

b.防滲處理。對零件非滲氮部分，可用電鍍或涂料法進行防滲氮處理。

c.滲氮件的表面質量應良好，不允許有脫碳層存在，因此，零件在預先熱處理前應留有足夠的加工余量，以便在滲氮前的機加工能將脫碳層全部去除，以保證滲氮層的質量。

d.裝爐前檢查設備和滲氮夾具、電系統(tǒng)、管道、氨分解測定儀等應保證正常使用;滲氮夾具不允許有臟物或氧化皮，如有應清除。

e.隨爐試樣。隨爐的試樣應與滲氮零件通材料并經過同樣的預先處理。

a、

b、滲氮層脆性檢驗一般采用維氏硬度計，試驗力10公斤，試驗力的加載必須緩慢(在5-9S內完成)，試驗力加載完成后必須停留5-10S，然后卸載試驗力，特殊情況也可采用5KG或者30KG試驗力。

c、維氏硬度壓痕在顯微放大100倍下進行檢查，每件至少測3點，其中兩點以上處于相同級別時，才能定級。否則需重新檢驗。

d、滲氮層脆性應在零件工作部位或隨爐試樣的表面上檢測，一般零件為1-3級為合格，重要零件1-2級為合格，對于滲氮后留有磨痕的零件，也可在磨去加工余量后的表面上進行測定

e、經氣體滲氮后的零件，必須進行檢驗。

低溫氮碳共滲又稱軟氮化,即在鐵-氮共析轉變溫度以下，使工件表面在主要滲入氮的同時也滲入碳。碳滲入后形成的微細碳化物能促進氮的擴散，加快高氮化合物的形成。這些高氮化合物反過來又能提高碳的溶解度。碳氮原子相互促進便加快了滲入速度。此外，碳在氮化物中還能降低脆性。氮碳共滲后得到的化合物層韌性好，硬度高，耐磨，耐蝕，抗咬合。

常用的氮碳共滲方法有液體法和氣體法。處理溫度530~570℃，保溫時間1~3小時。早期的液體鹽浴用氰鹽，以后又出現(xiàn)多種鹽浴配方。常用的有兩種:中性鹽通氨氣和以尿素加碳酸鹽為主的鹽，但這些反應產物仍有毒。氣體介質主要有:吸熱式或放熱式氣體(見可控氣氛)加氨氣;尿素熱分解氣;滴注含碳、氮的有機溶劑，如甲酰胺、三乙醇胺等。

氰化cyaniding，指高溫碳氮共滲(早期的碳氮共滲是在有毒的氰鹽浴中進行)。由于溫度比較高，碳原子擴散能力很強，所以以滲碳為主, 形成含氮的高碳奧氏體，淬火后得到含氮高碳馬氏體。由于氮的滲入促進碳的滲入, 使共滲速度較快，保溫4~6h可得到0.5~0.8mm的滲層， 同時由于氮的滲入，提高了過冷奧氏體的穩(wěn)定性，加上共滲溫度比較低，奧氏體晶粒不會粗大，所以鋼件碳氮共滲后可直接淬油，滲層組織為細針狀的含氮馬氏體加碳氮化合物和少量殘余奧氏體。碳氮共滲層比滲碳層有更高的硬度、耐磨性、抗蝕性、彎曲強度和接觸疲勞強度。但一般碳氮共滲層比滲碳層淺，所以一般用于承受載荷較輕，要求高耐磨性的零件。

氮碳共滲不僅能提高工件的疲勞壽命、耐磨性、抗腐蝕和抗咬合能力，而且使用設備簡單，投資少，易操作，時間短和工件畸變小，有時還能給工件以美觀的外表。

在滲氮零件的整個制造過程中，滲氮往往是最后一道工序，至多再進行精磨或研磨。滲氮零件的工藝流程一般為:鍛造→正火(退火)→粗加工→調質→精加工→去應力→粗磨→滲氮→精磨→裝配。

氮化前的預熱處理包括正火(退火)、調質處理、去應力。

a.正火(退火)，其目的是細化晶粒、降低硬度、消除鍛造應力。

b.調質處理，可以改善鋼的加工性能，獲得均勻的回火索氏體組織，以保證零件心部有足夠的強度和韌性，同時又能使?jié)B氮層和基本結合牢固。

c.去應力處理，對于形狀復雜的精密零件，在滲氮前應進行1~2次去應力，以減少滲氮過程中的變形。

滲氮用鋼---凡含有Cr、Mo、V、Ti、Al等元素的低、中碳合金結構鋼、工具鋼、不銹鋼(不銹鋼滲氮前需去除工件表面的鈍化膜,對不銹鋼、耐熱鋼可直接用離子氮化方法處理)、球墨鑄鐵等均可進行滲氮. 滲氮后零件雖然具有高硬度、高耐磨性和高的疲勞強度,但只是表面很薄的一層(鉻鉬鋁鋼于500--540C經35--65h滲氮層深只達0.3--0.65mm) .必須有強而韌的心部組織作為滲氮層的堅實基底,才能發(fā)揮滲氮的最大作用.總的來看,大部分滲氮零件是在有摩擦和復雜的動載荷條件下工作的,不論表面和心部的性能都要求很高.

如果用碳鋼進行滲氮,形成Fe 4N和Fe 2N較不穩(wěn)定。溫度稍高,就容易聚集粗化,表面不可能得到更高的硬度,并且其心部也不能具有更高的強度和韌性.

為了在表面得到高硬度和高耐磨性,同時獲得強而韌的心部組織,必須向鋼中加入一方面能與氮形成穩(wěn)定氮化物,另外還能強化心部的合金元素.如Al、Ti、V、W、Mo、Cr等,均能和氮形成穩(wěn)定的化合物.其中Cr、W、Mo、V還可以改善鋼的組織,提高鋼的強度和韌性.

當前專門用于滲氮的鋼種是38CrMoAlA,其中鋁與氮有極大的親和力,是形成氮化物提高滲氮層強度的主要合金元素.AlN很穩(wěn)定,到約1000C的溫度在鋼中不發(fā)生溶解.由于鋁的作用使鋼具有良好的滲氮性能,此鋼經過滲氮表面硬度高達1100--1200HV(相當67--72HRC).38CrMoAlA鋼脫碳傾向嚴重,各道工序必須留有較大的加工余量.

(1)滲氮前的預備熱處理調質--滲氮工件在滲氮前應進行調質處理,以獲得回火索氏體組織.調質處理回火溫度一般高于滲氮溫度.

(2)滲氮前的預備熱處理去應力處理--滲氮前應盡量消除機械加工過程中產生的內應力以穩(wěn)定零件尺寸.消除應力的溫度均應低于回火溫度,保溫時間比回火時間要長些,再緩慢冷卻到室溫.斷面尺寸較大的零件不宜用正火.工模具鋼必須采用淬火回火,不得用退火.

(3)滲氮零件的表面粗糙度Ra應小于1.6um,表面不得有拉毛、碰傷及生銹等缺陷.不能及 時處理的零件須涂油保護,以免生銹.吊裝入爐時再用清潔汽油擦凈以保證清潔度.

(4)含有尖角和銳邊的工件,不宜進行氮化處理.

(5)局部不氮化部位的保護,不宜用留加工余量的方法.

(6)表面未經磨削處理的工件,不得進行氮化.

nitriding steel

適合滲氮用的鋼。

為了在鋼表面獲得高硬度和耐磨的滲氮層，就必須采用含有某些合金元素的合金鋼進行滲氮，這是因為氮與某些合金元素生成的氮化物要比氮化鐵穩(wěn)定得多，并在滲氮層中以高彌散度狀態(tài)分布，使?jié)B氮層具有很高的硬度。

常利用的合金元素有Al、Cr、V、Mo、Mn、W等。最常用的滲氮鋼有38CrMoAl、35CrAl，滲氮后的表面硬度和耐磨性很高；用于提高疲勞強度的滲氮鋼有38CrA、40CrNiMoA、18CrNiW；不銹鋼有4Cr14Ni14W2Mo、Cr10Si2Mn；模具鋼有3Cr2W8；彈簧鋼有50CrVA等。