氮化处理是指一种在一定温度下与一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。经氮化处理的制品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温的特性。
一、硬氮化,学名“渗氮”,也有人称为常规氮化。渗入钢表面的是单一的氮(n)元素,有气体法和离子法等。渗氮处理的温度通常在480~540℃范围(既要保持工件的心部的调质硬度又要使渗氮层的硬度达到要求值),处理的时间按照要求深度不同,一般为15~70小时,甚至更长。渗氮目的是希望获得较深厚度(0.1~0.65mm,也有要求更深一些的)具有高硬度的呈弥散状的合金氮化物层(扩散层),对于出现外表层的化合物层(白亮层)则希望尽可能的浅簿,甚至希望没有。
二、软氮化:学名“氮碳共渗”,液体法(低温氰化)、气体法、无或低毒液体法和离子法。渗入钢表面的元素以氮(n)为主,同时添加了碳(c)。碳的加入使表面化合物层(白亮层)的形成和性能得到明显的改善。
和渗氮不同的地方是:氮碳共渗的着眼点是希望获得一定厚度的硬度高、脆性小、没有或很少疏松等性能优良的白亮层,至于次表面的扩散层,按照钢种和使用要求不同虽然有时需要作某些调整,但处于次要地位了。氮碳共渗的适用广泛,几乎覆盖所有常用钢种和铸铁。以碳素钢为例,按照氮碳共渗处理的温度分为铁索体氮碳共渗(520~590℃)和奥氏体氮碳共渗(600~720℃),处理的时间一般为2~6小时,前者获得的白亮层为铁氮化合物,后者快冷后在铁氮化合物层的下面还有一层含氮奥氏体+马氏体层。为了增强和改善白亮层的性能,我国许多钢厂热处理工序还采用了在渗氮的同时又单独或组合添加硼、氧、硫、稀土等元素反复试验,并且大都有不同程度的显著效果。
“软氮化”含义不是指获得的硬度 比所谓的“硬氮化”的硬度低,而是含有省时省力、费用低的意思。