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关于渗氮工艺简析,东莞市德亿热处理


渗氮(又称为氮化)是向钢的表面渗入氮原子的化学热处理工艺。渗氮的目的是提高零件表面的硬度、耐磨性、耐蚀性及疲劳强度。

    渗氮的方法很多,目前应用最多的渗氮方法为气体渗氮和离子渗氮。

    (1)气体渗氮  工件在气体介质中进行的渗氮称为气体渗氮。它是将工件放入密闭的炉内,加热到500~600℃,通入氨气(NH3),氨气分解出活性氮原子被工件表面吸收,与钢中的合金元素铝、铬、钼形成氮化物,并向心部扩散,形成一定厚度的渗氮层,渗氮层一般深度为0.1~0.8mm。

    气体渗氮适用于含有铝、铬、钼等合金元素的钢,38CrMoAl是最常用的渗氮用钢,其次是35CrMo、18CrNiW等。渗氮工件的工艺路线为:锻造→退火→机械粗加工→调质→机械精加工→去应力退火→粗磨→渗氮→精磨或研磨

    渗氮的特点:

    1)渗氮层具有很高的硬度和耐磨性。钢件渗氮后不用淬火就可得到高硬度,而且具有较高的热硬性。如38CrMoAl钢渗氮层硬度高达1000HV以上(相当于69~72HRC),而且这些性能在600~650℃时仍可保持。

    2)渗氮温度低(一般约为570℃),工件变形小。

    3)渗氮零件具有很好的耐蚀性,可防止水、水蒸气、碱性溶液的腐蚀。

    渗氮虽然具有上述特点,但它的生产周期长,渗氮层薄而脆,不宜承受集中的重载荷,这就使渗氮的应用受到一定限制。在生产中渗氮主要用来处理重要和复杂的精密零件,如精密丝杆、镗杆、排气阀、精密机床的主轴等。

    (2)离子渗氮  在低于一个大气压的渗氮气氛中,利用工件(为阴极)和阳极之间产生的辉光放电进行渗氮的工艺称为离子渗氮。图4-26为离子渗氮装置示意图。

    离子渗氮的原理是将需要渗氮的工件作阴极,以炉壁接阳极,在真空室内通入氨气,并在阴阳极之间通以高压直流电。在高压电场作用下,氨气被电离,形成辉光放电。被电离的氮离子以很大的速度轰击工件表面,使工件表面温度升高(一般为450~650℃),并使氮离子在阴极上夺取电子后还原成氮原子而渗入工件表面,然后经过扩散形成渗氮层。



    离子渗氮具有速度快、生产周期短(渗氮时间仅为气体渗氮的1/3~1/4)、渗氮层质量高、工件变形小、对材料的适应性强(适用于各种钢、铸铁和钛等金属材料)等优点。


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