為了縮短氮化周期,并使氮化工藝不受鋼種的限制,近年來(lái)在原氮化工藝基礎(chǔ)上發(fā)展了軟氮化和離子氮化兩種新氮化工藝。軟氮化實(shí)質(zhì)上是以滲氮為主的低溫氮碳共滲,鋼的氮原子滲入的同時(shí),還有少量的碳原子滲入,處理的結(jié)果與一般氣體氮化相比,滲層硬度較氮化低,脆性較小,故稱(chēng)為軟氮化。

 軟氮化處理 專(zhuān)用HD諧波減速機(jī)SHG-45-100-2UH

 軟氮化方法有:氣體軟氮化、液體軟氮化及固體軟氮化3大類(lèi)。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的是氣體軟氮化。氣體軟氮化是在含有活性氮、碳原子的氣氛中進(jìn)行低溫氮、碳共滲,常用的共滲介質(zhì)有尿素、甲酰胺、氨氣和三乙醇胺,它們?cè)谲浀瘻囟认掳l(fā)生熱分解反應(yīng),產(chǎn)生活性氮、碳原子。 活性氮、碳原子被工件表面吸收,通過(guò)擴(kuò)散滲入工件表層,從而獲得以氮為主的氮碳共滲層。氣體軟氮化溫度常在560~570 ℃,因?yàn)樵摐囟认碌瘜佑捕戎?。氮化時(shí)間常為2~3 h,因?yàn)槌^(guò)3 h,隨時(shí)間延長(zhǎng),氮化層深度增加很慢。軟氮化層組織:鋼經(jīng)軟氮化后,表面最外層可獲得幾微米至幾十微米的白亮層,由 ε相、γ`相和含氮的滲碳體Fe3( C, N)所組成,次層為擴(kuò)散層,主要由 γ`相和 ε相組成。軟氮化具有以下特點(diǎn):

( 1)處理溫度低,時(shí)間短,工件變形小;

( 2)不受鋼種限制,碳鋼、低合金鋼、工模具鋼、不銹鋼、鑄鐵及鐵基粉未冶金材料均可進(jìn)行處理;

( 3)工件經(jīng)軟氮化后的表面硬度與氮化工藝及材料有關(guān);

( 4)能顯著地提高工件的疲勞強(qiáng)度、耐磨性和耐腐蝕性,在干摩擦條件下還具有抗擦傷和抗咬合等性能;

( 5)由于不存在脆性 ξ相,故氮化層硬而具有一定的韌性,不容易剝落。

軟氮化巳廣泛應(yīng)用于模具、量具、刀具(如:高速鋼刀具)等、曲軸、齒輪、氣缸套、機(jī)械結(jié)構(gòu)件等耐磨工件的處理。

 軟氮化處理 專(zhuān)用HD諧波減速機(jī)SHG-45-100-2UH

 在工件表面同時(shí)深入氮、碳元素，且以滲氮為主的工藝方法， 就是在 Fe-N 系的共析溫度以下530 ~ 570 ℃，進(jìn)行氮碳共滲的過(guò)程，俗稱(chēng)軟氮化。其共滲機(jī)理與滲氮相似，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，表面氮濃度不斷的增加，發(fā)生反應(yīng)擴(kuò)散，形成白亮層及擴(kuò)散層。氮碳共滲使用的介質(zhì)必須能在工藝溫度下分解出活性 N、C 原子。軟氮化的過(guò)程與其他化學(xué)熱處理如滲碳和氮化法一樣，可分為三個(gè)階段 :

(1)軟氮化介質(zhì)的分解，產(chǎn)生活性碳原子和活性氮原子。

(2)分解出來(lái)的活性碳、氮原子被鋼鐵表層吸收，并且達(dá)到飽和狀態(tài)。

(3)鋼的表面層飽和的氮向內(nèi)層深處擴(kuò)散。已經(jīng)發(fā)展提出并且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的軟氮化的方法有很多 :

(1)氰鹽鹽浴的化學(xué)反應(yīng)

使用氰化鹽為主要原料，通入空氣或者氧氣，氧化成一定濃度的氰酸鹽進(jìn)行軟氮化反應(yīng) :2NaCHO + O2→ 2NaCNO2NaCNO+O2→ Na2CO3+CO+2[N]其中 CO 繼續(xù)分解 :2CO → [C] + CO2

(2)尿素 + 碳酸鹽軟氮化的化學(xué)反應(yīng) :2(NH2)2CO+Na2CO3→ 2NaCHO+2NH3+CO2+H2O2NH3→ 2N+3H22CO → [C] + CO2

(3)吸熱型氣氛 + 氨的化學(xué)反應(yīng) :2NH3→ 2N+3H22CO → [C] + CO2國(guó)外用吸熱式的氣氛比較多。

(4)甲酰胺熱分解的化學(xué)反應(yīng) :甲酰胺在 400 ~ 700 ℃溫度范圍內(nèi)，按下列反應(yīng)進(jìn)行 :HCONH2→ NH3+COHCONH2→ H2O + HCN2NH3→ 2N+3H22HCN → 2[N] + H2+ 2[C]2CO → C+CO2

(5)尿素?zé)岱纸獾幕瘜W(xué)反應(yīng) :將尿素加熱到熔點(diǎn) 127 ℃時(shí)，即分解，在不同的溫度范圍，其分解的產(chǎn)物也不同。在 500 ℃以上的爐膛內(nèi)，尿素?zé)岱纸夥磻?yīng)比較完全，其反應(yīng) :CO(NH2)2→ CO+2H2+2[N]2CO → CO2+ [C]

綜合上訴所有的反應(yīng)式來(lái)看，盡管使用的軟氮化介質(zhì)不同，反應(yīng)的結(jié)果都產(chǎn)生活性碳原子和活性氮原子，從而達(dá)到軟氮化的目的。