什么是氮化处理？它有哪些特点？
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提示： 氮化处理是将钢铁零件放在渗氮介质中，在一定温度下保温，使氮原子渗入工件表面层的热处理工艺。 (1)氮化处理优点 经氮化处理的零件具有以下优点。 ①高硬度和高耐磨性 对38CrMoAlA等氮化钢制零件，氮化后的表层硬度可以提高到HV，相当于HRC70左右。这显然是一般淬火或渗碳淬火处理达不到的。尤其宝贵的是，这种
&&& 氮化处理是将钢铁零件放在渗氮介质中，在一定温度下保温，使氮原子渗入工件表面层的热处理工艺。
&&& (1)氮化处理优点
&&& 经氮化处理的零件具有以下优点。
&&& ①高硬度和高耐磨性& 对38CrMoAlA等氮化钢制零件，氮化后的表层硬度可以提高到HV1000～1200，相当于HRC70左右。这显然是一般淬火或渗碳淬火处理达不到的。尤其宝贵的是，这种高硬度可在500℃左右长期保持不下降。由于硬度高，耐磨性也很好，能抗各种类型的磨损。
&&& ②较高的疲劳强度& 氮化后，零件表面形成的各种氮化物相的比容比铁大，因此氮化后表面产生了较大的残余压应力。表层残余压应力的存在，能部分地抵消在疲劳载荷下产生的拉应力，延缓疲劳破坏过程，使疲劳强度显著提高。同时氮化还使工件的缺口敏感性降低。一般合金钢氮化后，疲劳极限可提高25%～35%；有缺口的试样，可提高2～3倍。
&&& ③较高的抗咬合性能& 一些承受高速相对滑动的零件很容易发生卡死或擦伤，而氮化零件在短时间缺乏润滑或过热的条件下，仍能保持高硬度，具有较高的抗咬合性能。
&&& ④较高的抗蚀性& 氮化后零件表面形成了一层致密的化学稳定性较高的氮化物层，显著地提高了抗腐蚀性能，并能抵抗大气、自来水、水蒸气、苯、油污、弱碱性溶液的腐蚀，保持了良好的抗蚀性。
&&& ⑤变形小且具有规律性& 因为氮化温度低，一般为480～580℃，升降温速度又很慢，零件心部也无组织转变，仍保持调质状态的组织，所以氮化后的零件变形很小，而且变形的规律可以掌握和控制。
&&& (2)氮化处理的缺点
&&& 由于氮化温度低，所以氮化速度远比其它化学热处理如渗碳慢得多。例如获得1mm深的渗层，用渗碳处理，只要6～9h，而获得0.5mm深的氮化层，用普通气体氮化，需要40～50h。所以氮化是一种成本高、费时、费电、效率极低的热处理工艺。另外，氮化处理一般只适用于某些特定成分的钢种，如含有Cr、Mo、Al、W、V、Ti等合金元素的钢种，否则难以达到氮化处理对性能的要求。
&&& 尽管有这样的缺点，但随着工业的高速发展，对机件的要求越来越高，而这些要求往往用普通的热处理甚至渗碳也无法满足，因此氮化仍在工业中得到较广泛的应用。
（责任编辑: 佚名 ）
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氣體滲氮在1923年左右，由德國人Fry首度研究發展並加以工業化。由於
經本法處理的製品具有優異的耐磨性、耐疲勞性、耐蝕性及耐高溫，其應用範圍
逐漸擴大。例如鑽頭、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生的脆性。其他合金鋼中的
元素，如鎳、銅、矽、錳等，對滲氮特性並無多大的幫助。一般而言，如果鋼料
中含有一種或多種的氮化物生成元素，氮化後的效果比較良好。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，，，
（3）熱作模具鋼（含約5％之鉻）SAEH11（SKD–61）H12，H13
（4）肥粒鐵及麻田散鐵系不鏽鋼SAE400系
（5）奧斯田鐵系不鏽鋼SAE300系
（6）析出硬化型不鏽鋼17-4PH，17–7PH，A–286等
含鋁的標準滲氮鋼，在氮化後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
的低合金鋼硬度較低，但硬化層即比較有韌性，其表
面亦有相當的耐磨性及耐束心性。因此選用材料時，宜注意材料之特徵，充分利
用其優點，俾符合零件之功能。至於工具鋼如H11（SKD61）D2（SKD–11），
即有高表面硬度及高心部強度。
二、氮化處理技術：
調質後的零件，在滲氮處理前須澈底清洗乾淨，茲將包括清洗的滲氮工作程
序分述如下：
（1）滲氮前的零件表面清洗
大部分零件，可以使用氣體去油法去油後立刻滲氮。但在滲氮前之最後加工
方法若採用拋光、研磨、磨光等，即可能產生阻礙滲氮的表面層，致使滲氮後，
氮化層不均勻或發生彎曲等缺陷。此時宜採用下列二種方法之一去除表面層。第
一種方法在滲氮前首先以氣體去油。然後使用氧化鋁粉將表面作abrasive
cleaning。第二種方法即將表面加以磷酸皮膜處理（phosphatecoating）。
（2）滲氮爐的排除空氣
將被處理零件置於滲氮爐中，並將爐蓋密封後即可加熱，但加熱至150℃
以前須作爐內排除空氣工作。
排除爐內的主要功用是防止氨氣分解時與空氣接觸而發生爆炸性氣體，及防
止被處理物及支架的表面氧化。其所使用的氣體即有氨氣及氮氣二種。
排除爐內空氣的要領如下：
（1）被處理零件裝妥後將爐蓋封好，開始通無水氨氣，其流量盡量可能多。
（2）將加熱爐之自動溫度控制設定在150℃並開始加熱（注意爐溫不能高於
（3）爐中之空氣排除至10％以下，或排出之氣體含90％以上之NH
將爐溫升高至滲氮溫度。
（3）氨的分解率
滲氮是鋪及其他合金元素與初生態的氮接觸而進行，但初生態氮的產生，即因氨
氣與加熱中的鋼料接觸時鋼料本身成為觸媒而促進氨之分解。
雖然在各種分解率的氨氣下，皆可滲氮，但一般皆採用15～30％的分解率，
並按滲氮所需厚度至少保持4～10小時，處理溫度即保持在520℃左
大部份的工業用滲氮爐皆具有熱交換幾，以期在滲氮工作完成後加以急速冷卻加
熱爐及被處理零件。即滲氮完成後，將加熱電源關閉，使爐溫降低約50
℃，然後將氨的流量增加一倍後開始啟開熱交換機。此時須注意觀察接
在排氣管上玻璃瓶中，是否有氣泡溢出，以確認爐內之正壓。等候導入
爐中的氨氣安定後，即可減少氨的流量至保持爐中正壓為止。當爐溫下
降至150℃以下時，即使用前面所述之排除爐內氣體法，導入空氣或氮
氣後方可啟開爐蓋。
三、氣體氮化技術：
氣體氮化系於1923年由德國AFry所發表，將工件置於爐內，利NH
直接輸進500～550℃的氮化爐內，保持20～100小時，使NH
氣分解為原子
狀態的（N）氣與（H）氣而進行滲氮處理，在使鋼的表面產生耐磨、耐腐蝕之
化合物層為主要目的，其厚度約為0.02～0.02m／m，其性質極硬Hv1000～
1200，又極脆，NH
之分解率視流量的大小與溫度的高低而有所改變，流量愈
大則分解度愈低，流量愈小則分解率愈高，溫度愈高分解率愈高，溫度愈低分解
率亦愈低，NH
氣在570℃時經熱分解如下：
→〔N〕Fe+2/3H
經分解出來的N，隨而擴散進入鋼的表面形成。相的Fe
N氣體滲氮，一般缺
點為硬化層薄而氮化處理時間長。
氣體氮化因分解NH
進行滲氮效率低，故一般均固定選用適用於氮化之鋼
種，如含有Al，Cr，Mo等氮化元素，否則氮化幾無法進行，一般使用有JIS、
SACM1新JIS、SACM645及SKD61以強韌化處理又稱調質因Al，Cr，Mo等
皆為提高變態點溫度之元素，故淬火溫度高，回火溫度亦較普通之構造用合金鋼
高，此乃在氮化溫度長時間加熱之間，發生回火脆性，故預先施以調質強韌化處
氣體氮化，因為時間長表面粗糙，硬而較脆不易研磨，而且時間長不
經濟，用於塑膠射出形機的送料管及螺旋桿的氮化。
四、液體氮化技術：
液體軟氮化主要不同是在氮化層裡之有Fe
Nr相存在而不含
Nξ相氮化物，ξ相化合物硬脆在氮化處理上是不良於韌性的氮化物，液體軟
氮化的方法是將被處理工件，先除鏽，脫脂，預熱後再置於氮化坩堝內，坩堝內
是以TF–1為主鹽劑，被加溫到560～600℃處理數分至數小時，依工件所受
外力負荷大小，而決定氮化層深度，在處理中，必須在坩堝底部通入一支空氣管
以一定量之空氣氮化鹽劑分解為CN或CNO，滲透擴散至工作表面，使工件表
面最外層化合物8～9％wt的N及少量的C及擴散層，氮原子擴散入α–Fe基
地中使鋼件更具耐疲勞性，氮化期間由於CNO之分解消耗，所以不斷要在6～
8小時處理中化驗鹽劑成份，以便調整空氣量或加入新的鹽劑。
液體軟氮化處理用的材料為鐵金屬，氮化後的表面硬度以含有Al，Cr，Mo，
Ti元素者硬度較高，而其含金量愈多而氮化深度愈淺，如炭素鋼Hv350～650，
不鏽鋼Hv，氮化鋼Hv800～1100。
液體軟氮化適用於耐磨及耐疲勞等汽車零件，縫衣機、照相機等如氣缸套處
理，氣門閥處理、活塞筒處理及不易變形的模具處。採用液體軟氮化的國家，西
歐各國、美國、蘇俄、日本、台灣。
五、離子氮化技術：
此一方法為將一工件放置於氮化爐內，預先將爐內抽成真空達10
Torr（㎜Hg）後導入N
之混合氣體，調整爐內達1～10Torr，
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5种先进的热处理技术方法
& 科技水平发展使得金属热处理技术也在不断提升，老的都会对环境造成一定的污染，而且这会对人的身体健康构成威胁，现代科技对热处理技术进行改进，接下来贤集网分享当下最先进的热处理技术供大家使用。&&一、可控气氛热处理& 可控气氛热处理主要是防氧化和脱碳，并对渗碳和渗氮做到精确的控制。20世纪80年代末开始应用于工业生产，发展到现在应用非常广泛。中外各设备厂家结合中国市场的特点全新推出各种档次、功能多样的可控气氛热处理炉。大型的如易普森公司密封箱式多用炉，丰东的全自动智能化密封箱式多用炉生产线不仅能满足渗碳、碳氮共渗，而且能实现光亮淬火、光亮退火等多种热处理工艺。都可实现计算机辅助设计、生产管理、物流管理、现场控制、质量管理、工艺管理等系列工作。同时改变了过去热处理车间“脏、乱、差”的局面，取而代之的为简洁、明快。& 当然，这些生产线价格昂贵，适应于大批量生产，如汽车行业等。国内厂家更是紧贴用户要求，针对性推出各种价格适中、款式多样、性能优越的可控气氛炉。大都能做到工艺参数的优化、预测和精确控制碳浓度的分布，获得理想的浓度分布和渗层组织，可实现计算机管理，具有简单的菜单设计、友好的人机界面。&&二、真空热处理& 是真空技术与热处理技术相结合的新型热处理技术，真空热处理所处的真空环境指的是低于一个大气压的气氛环境，包括低真空、中等真空、高真空和超高真空，真空热处理实际也属于气氛控制热处理。真空热处理技术应用和发展得到进一步的完善和推广，它具有无氧化、无脱碳、淬火后工件表面清洁光亮、耐磨性高、无污染、自动化程度高等特点。工业生产中广泛采用了真空退火、真空除气、真空油淬、真空水淬、真空气淬、真空回火及真空渗碳等热处理技术。& 近年来，随着高压气淬真空炉的面世，高速钢刀具的真空淬火已成为现实。真空炉制造厂家众多，国内或合资的如易普森公司、法国的ECM工业炉公司、G-M公司等。国内厂家知名品牌也不少，像中国航天航空集团“长城”系列、北京机电研究所WZ系列真空炉等等，其技术水平、性能、价格在国内具有极强的竞争优势，真空热处理将成为热处理车间最普及的最主要的技术之一。&&三、感应热处理和离子氮化热处理技术& 感应热处理以高效、节能、清洁、灵活性等优势广泛应用于汽车工业、工程机械、石油化工等行业。近40%的汽车零部件可采用感应热处理，如曲轴、齿轮、万向节、半轴等。采用感应加热，许多产品加工可建成全自动或半自动生产线，提高产品质量的稳定性，减轻劳动强度及美化工作环境。国内发展最快的是感应加热电源，老式的电子震荡管已完成了其历史使命，取而代之的是全晶体管。采用微机控制晶体管调节电源，调节稳定方便、精度高，对电网谐波的干扰大大减少。近几年发展起来的固态高频加热装置，其优点显而易见，它不再使用价高、易损、耗能大的电子管和与之配套使用的阳极升压变压器，阳极水套、灯丝稳压器等，取而代之的是MOSFET功率电子器件：它节电三分之一，节水二分之一。而与加热电源配套的淬火机床来说，也取得长足的进步。体现在：①生产机床的厂家明显增多，原来是天津第九机床厂一支独秀。②淬火机床的精度、稳定性、自动化程度大为提高。③有针对性的专业性淬火机床技术水平得到发挥。& 离子氮化技术 其显著特点是处理后零件表面清洁，抗腐蚀、变形小、耐磨性高。与气体渗氮比,更有周期短、高效少污染等优势。近几年来，离子氮化的发展很快,尤其是离子氮化炉脉冲电源的问世,它将放电的物理参数(电压、电流、气压)与控温参数(脉冲宽度)分开。增加了工艺的可调性，易于实现工艺参数的选择和精确控制。&&四、淬火介质与冷却技术& 理想的淬火介质应该有以下几个特征： ①质量型:高温阶段快冷，低温阶段慢冷。即消除裂纹，减少淬火变形。②环保型：无有毒、有害烟尘或气体的挥发、不易燃烧，工件淬火后易清洗，对设备无腐蚀，不刺激烧伤皮肤。③稳定型：工件淬火后性能均匀稳定，介质本身在一定时期内性能稳定。④经济型：高质优价,能耗小。& 近几年来，淬火介质发展非常迅速。淬火油性能得到提高,有机聚合物淬火介质的研究和应用达到空前的发展。国外有美国的好富顿公司、德润宝公司、英国PB石油公司。国内北京华立精细化工公司、南京科润精细化工公司等。&&五、采用新的表面强化技术和推广氮基气氛的热处理& 原有的工具表面处理方法仅限于蒸汽处理、氧氮化等陈旧方法，一般只能提高工具寿命30%~50%。自80年代以来，我国先后独立开发和从国外引进了QPQ盐浴复合处理技术和PVD氧化钛物理涂层技术。前者可以稳定提高工具寿命2~3倍，设备简单，成本低廉，特别适合干普通刀具;后者可以提高刀具寿命3~5倍，适合干各种精密贵重的齿轮刀具。& 氮基气氛用于保护热处理和化学热处理，可以实现无氧化脱碳热处理，并可以避免热处理氮脆,氮基气氛的化学热处理，可以减少内氧化等缺陷，提高化学热处理质量。&&&&贤集网热处理项目合作频道：& 贤集网热处理技术服务频道：& 贤集网热处理工艺知识：
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中国 安徽 合肥市 高新区柏堰工业园杨井路8号
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一、工艺简介&QPQ&是英文&Quench&P0lish-Quench&的缩写。原意为淬火一抛光一淬火。它是在作了盐浴复合处理以后，为了降低工件表面的粗糙度，可以对工件表面进行一次抛光，然后再在盐浴中作一次氧化，这对精密零件和表面粗糙度要求较高的工件来说是非常必要的。在国内把它称作QPQ盐浴复合处理技术。QPQ盐浴复合处理技术，可以大幅度提高金属表面的耐磨性、抗蚀性，而工件几乎不发生变形，是一种新的金属表面强化改性技术。这种技术实现了渗氮工序和氧化工序的复合；氮化物和氧化物的复合；耐磨性和抗蚀性的复合；热处理技术和防腐技术的复合。QPQ盐浴复合处理技术在上世纪70年代由德国公司发明，经过几十年的不断地发展改进，应用范围越来越广，因此在被。盐浴复合处理轴类产品电子零件&二、技术特点：1、良好的耐磨性QPQ工艺中，金属材料在10的工作温度下与盐浴液体发生反应，。该化合物完全由的硬度、致密性、从而使金属表面拥有良好耐磨。处理后金属材料表面硬度值的高低主要取决于钢中的合金元素，合金元素含量越高，则其渗层硬度越高。按渗层硬度的高低，可以把常用材料分成以下几大类：(1)碳钢、低台金钢&&&&代表钢号：、、iO、、等。渗层表面硬度：&(2)合金钢&&&&代表钢号：8V、、l、&等。渗层表面硬度：&0HV(3)高速钢、奥氏体不锈钢&&&&代表钢号：淬火的r4V、r4V2及等渗层表面硬度：&50HV(4)铸铁&&&&渗层表面硬度：下图是40Cr材料的工件经过不同处理方式后所做的滑动磨损试验数据，以的磨损值为基准，工艺的耐磨性是镀硬铬倍，离子氮化的倍，高频淬火的倍以及常规淬火的倍。&2、良好的耐腐蚀性下图为45#钢经过盐浴复合工艺、镀装饰铬、镀硬铬和普通发黑处理后与不锈钢以及材料的中性盐雾试验对比。可以看出钢经过处理耐腐蚀性是不锈钢的倍，是镀硬铬的倍，更是普通发黑的倍。其他材料工艺小时。3、良好的耐疲劳性QPQ盐浴复合工艺％左右，减缓点蚀、锈蚀等表面缺陷的产生。4、极小的变形QPQ盐浴复合处理技术由于工艺温度低，在钢的相变点以下，不会发生组织转变，因此，与产生巨大组织应力的淬火、高频淬火、渗碳淬火和碳氮共渗等硬化工艺相比，处理后工件的变形要小得多。同时由于在&氮化以后，工件要在&0保温&min，这会大大减少工件冷却时产生的热应力，因此工艺。5、低碳环保发明该工艺的德国迪高沙公司因为此工艺获得德国环保大奖。在国内，。。6、可替代多道工序，降低时间成本金属材料过盐浴复合工艺还耐性因此（离子氮化、高频淬火等）大大了处理与渗碳淬火相比可以节能，比镀硬铬节约成本，性价比高。&三、应用范围1、适用的材料：&&&&各种结构钢：钝铁、、、0Cr、MnTi、20CrNiMo、35CrMo、、、0Cr、V、n、。&&&&各种工具钢：7~T12、rMnMo、、r2W8V、、．％、．％&、％、％i、％V）、12MoV、各种高速钢。&&&&各种不锈钢：0Crl3&～&、、、、1Cr18Ni9Ti、oTi、、。&&&&各种铸铁：灰口铁、可锻铸铁、球墨铸铁、耐磨合金铸铁。各种铁基粉末冶金件2、应用的行业：&&&&。3、典型应用：、最近来访：来自 60.13.208.17新疆伊犁州 联通的客户于日在百度搜索"氮化加工"访问了产品
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