表面氮化熱處理加工是一種通過在金屬表面形成氮化層來(lái)提高金屬材料性能的工藝。
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表面氮化熱處理是將金屬工件置于含有活性氮原子的氣氛中，在一定溫度下進(jìn)行加熱，使氮原子滲入金屬表面，形成氮化層，氮化層的形成主要是通過以下幾個(gè)過程：
分解反應(yīng)：在加熱過程中，氮化介質(zhì)（如氨氣）分解產(chǎn)生活性氮原子。例如，氨氣在一定溫度下分解為氮?dú)夂蜌錃猓瑫r(shí)釋放出活性氮原子。
吸收過程：活性氮原子被金屬表面吸收，并向金屬內(nèi)部擴(kuò)散，氮原子在金屬中的擴(kuò)散速度取決于溫度、時(shí)間和金屬的化學(xué)成分等因素。
反應(yīng)過程：氮原子與金屬中的元素發(fā)生反應(yīng)，形成各種氮化物，這些氮化物的形成可以提高金屬表面的硬度、耐磨性、耐腐蝕性和疲勞強(qiáng)度等性能。
下面給大家講一講表面氮化熱處理加工工藝方法有哪些方面？
1、氣體氮化
氣體氮化是最常用的氮化方法之一。它是將工件放入密封的氮化爐中，通入氨氣等氮化介質(zhì)，在一定溫度和時(shí)間下進(jìn)行氮化處理，氣體氮化的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、氮化層質(zhì)量穩(wěn)定。缺點(diǎn)是氮化速度相對(duì)較慢，需要較長(zhǎng)的處理時(shí)間。
例如，在進(jìn)行氣體氮化時(shí)，首先將工件清洗干凈，去除表面的油污和雜質(zhì)，然后將工件放入氮化爐中，升溫至氮化溫度，通入氨氣進(jìn)行氮化處理。根據(jù)工件的材料和要求，氮化時(shí)間一般為幾小時(shí)到幾十小時(shí)不等，氮化結(jié)束后，關(guān)閉氨氣，冷卻至室溫，取出工件。
2、離子氮化
離子氮化是利用輝光放電原理，將工件置于真空爐中，通入氮?dú)獾葰怏w，在電場(chǎng)作用下，使氮離子轟擊工件表面，實(shí)現(xiàn)氮化處理，離子氮化的優(yōu)點(diǎn)是氮化速度快、溫度低、變形小、氮化層質(zhì)量高。缺點(diǎn)是設(shè)備復(fù)雜、成本較高。
例如，在進(jìn)行離子氮化時(shí)，首先將工件清洗干凈，裝入真空爐中，抽真空至一定程度后，通入氮?dú)獾葰怏w，施加高電壓，使?fàn)t內(nèi)產(chǎn)生輝光放電，氮離子在電場(chǎng)作用下加速轟擊工件表面，實(shí)現(xiàn)氮化處理，離子氮化的溫度一般在 300-500℃之間，處理時(shí)間較短，通常為幾小時(shí)。
3、液體氮化
液體氮化是將工件浸入含有氮化劑的鹽浴中，在一定溫度下進(jìn)行氮化處理，液體氮化的優(yōu)點(diǎn)是氮化速度快、設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低。缺點(diǎn)是鹽浴中含有有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境有一定污染。
例如，在進(jìn)行液體氮化時(shí)，將工件清洗干凈后，放入鹽浴中加熱至氮化溫度，鹽浴中的氮化劑在高溫下分解產(chǎn)生活性氮原子，滲入工件表面形成氮化層。液體氮化的溫度一般在 500-600℃之間，處理時(shí)間較短，通常為幾十分鐘到幾小時(shí)。
