氣體滲氮

氣體滲氮是一個利用氮原子的溶解與硬的氮化物析出來提高耐磨性，表面硬度及疲勞壽命的熱化學表面硬化處理技術。

收益

該技術廣受青睞，尤其是那些需承受重負荷的，通過滲氮工藝生成高硬度的表層而提高耐磨、耐變形、抗擦傷及抗膠著的零部件?？赏ㄟ^提高表面的壓應力來提升疲勞強度。該技術的溫度范圍及滲層深度范圍廣泛，可調整受處理部件的不同屬性，因此，氣體滲氮工藝應用廣泛。

應用和材料

主要應用與齒輪，曲軸，凸輪軸，凸輪從動件，閥件，彈簧，擠壓螺桿，壓鑄模具，鍛模，鋁-擠壓模具，噴油器及塑料鑄模。

當應用于含有鉻、鉬、釩、鋁等氮化物形成元素的各種鋼材時，滲氮工藝效果最好。該工藝還適用于熱作、冷作及模具鋼等工具鋼。在低溫環境中使用時，可對彈簧鋼滲氮，以延長汽車行業中彈簧的疲勞壽命。通常來說，鉻含量最高為5%的所有鐵質材料均可使用該工藝。若合金元素的含量高于5%，或者對不銹鋼進行氣體滲氮時，可考慮使用離子滲氮。不建議對密度較低的燒結鋼使用氣體滲氮。

為取得最佳效果，應在氣體滲氮之前對材料進行淬火與回火。

工藝細節

氣體滲氮是一個在低溫（通常為520°C/970°F）環境中執行的用于提高成品或近成品鐵質零部件表面的性能的微變形熱化學熱處理工藝。若添加滲碳氣體，則該工藝即被稱為氮碳共滲。該層通常含有兩個區域——一個是立方晶格或六邊晶格的氮化物化合物層（白亮層），另一個是包含固溶的氮原子與析出的氮化物的擴散層。零部件表面的化合物層主要可提高材料的耐磨、防擦傷、抗磨損及抗膠著的性能。擴散層則可提升疲勞強度，并支撐硬化合物層。通過對該工藝氣氛的控制與調整，可將該層的構造從較薄的疲勞強度有待改進的化合物層轉變為較厚的富含氮與碳的化合物層，想要達到良好的耐磨及抗腐蝕性，可采用氣態氮碳共滲及后氧化處理。在此情況下，最好使用氣體氮碳共滲附和氧化工藝。結合了各種低溫熱化學處理工序，主要為氣態氮碳共滲以及后氧化。在此過程中，會產生一個具有三個區域的邊界層。擴散層構成了向基體滲透的過渡區，該層含有間隙固溶氮原子以及能增強零部件硬度與抗疲勞強度的氮化物?？拷韺拥臑榛衔飳?，這是一個主要由六邊形ε相位構成的碳氮化合物。最外層中Fe3O4氧化鐵（磁鐵礦）就是一層鈍化層，其作用與鉻-氧化物對不銹鋼的效果類似。由于氧化物與化合物層的金屬特性較低，而耐磨硬度較高，因此，其粘著與接觸磨損將大大降低。與高溫表面硬化工藝相比，處理的零部件變形度小，尺寸變化小。