?氣體滲氮在1923年左右,由德國人Fry首度研究發(fā)展并加以工業(yè)化。由于經本法處理的制品具有優(yōu)異的耐磨性、耐疲勞性、耐蝕性及耐高溫,其應用范圍逐漸擴大。例如鉆頭、螺絲攻、擠壓模、壓鑄模、鍜壓機用鍜造模、螺桿、連桿、曲軸、吸氣及排氣活門及齒輪凸輪等均有使用。
一、氮化用鋼簡介
傳統(tǒng)的合金鋼料中之鋁、鉻、釩及鉬元素對滲氮甚有幫助。這些元素在滲氮溫度中,與初生態(tài)的氮原子接觸時,就生成安定的氮化物。尤其是鉬元素,不僅作為生成氮化物元素,亦作為降低在滲氮溫度時所發(fā)生的脆性。其它合金鋼中的元素,如鎳、銅、硅、錳等,對滲氮特性并無多大的幫助。一般而言,如果鋼料中含有一種或多種的氮化物生成元素,氮化后的效果比較良好。其中鋁是最強的氮化物元素,含有0.85~1.5%鋁的滲氮結果最佳。在含鉻的鉻鋼而言,如果有足夠的含量,亦可得到很好的效果。但沒有含合金的碳鋼,因其生成的滲氮層很脆,容易剝落,不適合作為滲氮鋼。
一般常用的滲氮鋼有六種如下:
(1)含鋁元素的低合金鋼(標準滲氮鋼)
(2)含鉻元素的中碳低合金鋼 SAE 4100,4300,5100,6100,8600,8700,9800系。
(3)熱作模具鋼(含約5%之鉻) SAE H11 (SKD – 61)H12,H13
(4)肥粒鐵及麻田散鐵系不銹鋼 SAE 400系
(5)奧斯田鐵系不銹鋼 SAE 300系
(6)析出硬化型不銹鋼 17 - 4PH,17 – 7PH,A – 286等
含鋁的標準滲氮鋼,在氮化后雖可得到很高的硬度及高耐磨的表層,但其硬化層亦很脆。相反的,含鉻的低合金鋼硬度較低,但硬化層即比較有韌性,其表面亦有相當?shù)哪湍バ约澳褪男浴R虼诉x用材料時,宜注意材料之特征,充分利用其優(yōu)點,俾符合零件之功能。至于工具鋼如H11(SKD61)D2(SKD – 11),即有高表面硬度及高心部強度。