氣體滲氮工藝介紹

氣體滲氮工藝和參數(shù)主要根據(jù)零件的滲氮層深度和表面硬度要求來確定。熱處理工程師介紹，常用滲氮工藝有三種：等溫滲氮法、兩段滲氮、三段滲氮。其主要工藝參數(shù)（溫度、時(shí)間、氨分解率）、作用、特點(diǎn)和應(yīng)用如下。

一、等溫滲氮法（一般滲氮法）

等溫滲氮溫度一般為500～510℃，保溫時(shí)間48～100h，滲層深度可達(dá)0.45～0.60mm，表面硬度在900HV以上，滲氮層脆性較大。

工藝內(nèi)容及作用

a．前期氨分解率控制在低限，使表面迅速形成彌散度大的氮化物，以獲得高硬度的表面層。

b．后期氨分解率升高，使表層氮原子向內(nèi)層擴(kuò)散，增加滲層厚度。

c．為了降低滲層脆性，在滲氮結(jié)束前可進(jìn)行2h擴(kuò)散處理，以降低表層氮濃度。這時(shí)氨分解率可控制在70%以上。

d．對變形要求比較嚴(yán)格的零件，滲氮結(jié)束后應(yīng)爐冷至180～200℃出爐。

一般可冷至450℃以下快冷。

特點(diǎn)及應(yīng)用

a．滲氮溫度低，零件變形小，可獲得高硬度的表面層，操作簡便，但滲氮層淺，生產(chǎn)周期長。

b．表面易產(chǎn)生富氮脆化層，有時(shí)還會(huì)有疏松層。

c．適用于滲氮層變形要求嚴(yán)，硬度要求高的零件。

二、兩段滲氮

兩段滲氮為先在510℃滲氮，再升高至530～540℃滲氮，兩段的保溫時(shí)間相等或后段略長，其滲氮時(shí)間比等溫滲氮少1/3左右。表面硬度低，為30～50HV。

工藝內(nèi)容及作用

a．一段滲氮的分解率較低，使表面可形成顆粒細(xì)小、彌散度高的氮化物，得到較高的表面硬度。

b．二段滲氮的溫度和氨分解率升高，加速了氮的擴(kuò)散，增加了滲層深度，縮短了生產(chǎn)周期，硬度梯度變得平緩，同時(shí)亦可減薄脆性的白亮層。

特點(diǎn)及應(yīng)用

a．在保證表面得到高硬度的前提下可縮短生產(chǎn)周期，同時(shí)又可得到較深的滲氮層。

b．適用于滲氮層較深，要求表面較硬而結(jié)構(gòu)簡單的零件。

三、三段滲氮

三段滲氮為510℃滲氮，再升溫至550～560℃滲氮，然后降至520～530℃滲氮，保溫時(shí)間大約各占1/3，滲速更快，表面硬度與兩段滲氮相似，但變形略大一點(diǎn)。

內(nèi)容及作用

a．一段在滲氮溫度低，氮分解率低的情況下，使z外層氮濃度達(dá)到飽和。

b．二段升高溫度，增加了氨分解率和氮原子向內(nèi)部的擴(kuò)散速度。

c．三段繼續(xù)滲氮，使表面層氮濃度達(dá)到z佳濃度而不使表面硬度過低。

特點(diǎn)及應(yīng)用

滲氮時(shí)間短，滲層深，但工藝過程較復(fù)雜，不易控制。滲氮溫度允許偏差值為±10℃，滲氮時(shí)間一般由隨爐試樣測得滲層深度決定。滲氮前預(yù)備熱處理多采用調(diào)質(zhì)處理，一般件允許采用正火處理。