吳江氮碳共滲工藝的行業(yè)須知

氮碳共滲是在液體滲氮基體上發(fā)展起來(lái)，所用鹽浴是劇i毒的青鹽。由于青鹽引起嚴(yán)重公害，又發(fā)展為加尿素為主要成分的氮碳共滲，雖然不用青鹽，但鹽浴仍有青酸根，且使用過(guò)程鹽浴成分不穩(wěn)定，因而液體氮碳共滲工藝的應(yīng)用受到限制。為了提高鹽浴活性，促使?jié)B氮和滲碳過(guò)程加速，通入空氣或氧氣，即產(chǎn)生氧化過(guò)程加大氮和碳原子的活性。由于青鹽引起嚴(yán)重公害，又發(fā)展為加尿素為主要成分的氮碳共滲，雖然不用青鹽，但鹽浴仍有青酸根，且使用過(guò)程鹽浴成分不穩(wěn)定，因而液體氮碳共滲工藝的應(yīng)用受到限制。氣體氮碳共滲工藝由于其處理溫度低（一般500－600℃），以滲氮為主、滲碳為輔，同時(shí)滲后的性能比單一滲氮或滲碳更理想，因而使用較廣泛。

滲氮或氮碳共滲改變組織狀態(tài)，因而也改變鋼鐵材料在靜載荷和交變應(yīng)力下的強(qiáng)度性能、摩擦性、成形性及腐蝕性。氮化工件工藝路線：鍛造－退火－粗加工－調(diào)質(zhì)－精加工－除應(yīng)力－粗磨－氮化－精磨或研磨。當(dāng)處理溫度低于600℃時(shí)，就不會(huì)象奧氏體淬火那樣發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，以致可以以任意速度進(jìn)行冷卻，而不出現(xiàn)馬氏體。與淬火相比較，滲氮件和工具的尺寸和形狀變化是極微小的。因而可簡(jiǎn)化或完全取消后加工處理，此外，能量消耗比其他熱處理稍小。在所有工業(yè)領(lǐng)域中，應(yīng)用滲氮或氮碳共滲提高強(qiáng)度、抗磨損和抗腐蝕性能，已在技術(shù)上獲得廣泛應(yīng)用。

氮碳共滲工藝的優(yōu)點(diǎn)：

1)氮碳共滲層硬度高，碳鋼氮碳共滲處理后滲層硬度可達(dá)570~680HV，模具鋼、高速鋼、滲氮鋼共滲后硬度可達(dá)850～1200HV；滲層脆性低，有優(yōu)良的耐磨性、耐疲勞性、抗咬合性、熱穩(wěn)定性和耐蝕性。

2)工藝溫度低，且可不淬火，工件變形小。

3)處理時(shí)間短，經(jīng)濟(jì)性好。

4)設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝易掌握。

存在的問(wèn)題是：滲層淺，承受重載荷零件不宜采用。

碳氮共滲與氮碳共滲的區(qū)別

等離子氮化由于其溫度低、滲氮周期短(溫度為500-520℃,時(shí)間為12至15小時(shí))組織由ε相、γ相組成,基本不含有脆性ζ相,從而使熱應(yīng)力和組織應(yīng)力大為降低,變形量小,不易開(kāi)裂,可作為last工序。滲氮或氮碳共滲改變組織狀態(tài)，因而也改變鋼鐵材料在靜載荷和交變應(yīng)力下的強(qiáng)度性能、摩擦性、成形性及腐蝕性。氣體滲氮溫度一般為500~560℃,時(shí)間一般為30至50小時(shí),采用氨氣(NH3)作滲氮介質(zhì),可以看出溫度雖然不高,但時(shí)間很長(zhǎng),其熱應(yīng)力就大。組織由ε相、γ相組成,處理不好時(shí)有脆性ζ相。

氣體軟氨化(碳氮共滲)溫度常用560-570℃,因該溫度下氮化層硬度值較高。氮碳共滲在工件表面同時(shí)滲入氮、碳元素的工藝過(guò)程，稱為氮碳共滲。氮化時(shí)間常為2-3小時(shí),因?yàn)槌^(guò)2.5小時(shí),隨時(shí)間延長(zhǎng),氮化層深度增加很慢。可以看出碳氮共滲的溫度較高,其組織由ε相、γ相和含氮的滲碳體Fe3 (C, N)所組成,所以熱應(yīng)力和組織應(yīng)力都較前兩者大,再者滲層薄,所以不能承受重載。但這種處理也有優(yōu)點(diǎn),由于軟氮化層不存在脆性ζ相,故氮化層硬而具有一定的韌性,不容易剝落。