氮化熱處理也稱為滲氮,是一種向鋼的表面層滲入氮原子的化學熱處理工藝。
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氮化處理的目的是提高鋼的硬度、耐磨性、疲勞強度和抗腐蝕性,氮化后的工件表層硬度可以達到1000~1200HV,相當于65~72HRC,而且這種硬度可以保持到500℃~600℃不降低,因此氮化后的工件具有很好的熱穩(wěn)定性,此外,氮化層還能形成一層致密的氮化物薄膜,使工件具有良好的耐腐蝕性能。
氮化熱處理方法主要有氣體滲氮和離子滲氮,氣體滲氮是在預(yù)先已排除了空氣的井式爐內(nèi)進行的,將工件放在密封的爐內(nèi)加熱,并通入氨氣。氨氣在380℃以上就能分解出活性氮原子,活性氮原子被鋼的表面吸收,形成固溶體和氮化物,隨著滲氮時間的增長,氮原子逐漸往里擴散,獲得一定深度的滲氮層。
氮化溫度一般為510~520℃,滲氮時間較長,一般為20~50h,滲層深度為0.4~0.6mm。氮化前零件須經(jīng)調(diào)質(zhì)處理,目的是改善工件的機加工性能和獲得均勻的回火索氏體組織,保證較高的強度和韌性。對于形狀復雜或精度要求高的零件,氮化前精加工后還要進行消除內(nèi)應(yīng)力的退火,以減少氮化時的變形。
氮化后的工件不再需要進行淬火便具有很高的表面硬度大于HV850及耐磨性。氮化處理溫度低,變形很小,與滲碳、感應(yīng)表面淬火相比,變形小得多。
此外,還有碳氮共滲處理技術(shù),即向鋼的表層同時滲入碳和氮的過程,習慣上碳氮共滲又稱作氰化,中溫氣體碳氮共滲的主要目的是提高鋼的硬度、耐磨性和疲勞強度,低溫氣體碳氮共滲以滲氮為主,其主要目的是提高鋼的耐磨性和抗咬合性。