氮化工艺扫盲

hongqk

最近有了解一下氮化工艺，发现有离子氮化、通氨气氮化、通氮气和氢气氮化、盐浴氮化……好多种，可以分别介绍一下吗？

cnszgong

氮化处理是指工件在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表面的一种化学热处理。但通氢气和氮气是不能进行氮化处理的、因为它们是分子态的，个头比较大。

aaron01

离子氮化核心词是离子二字，是在充以含氮气体的低真空炉体内把金属工件作为阴极炉体为阳极，通电后介质中的氮氢原子在高压直流电场下被电离，在阴阳极之间形成等离子区。在等离子区强电场作用下，氮和氢的正离子以高速向工件表面轰击。
盐浴渗氮核心词是盐浴，在盐浴里进行的渗氮和氮碳共渗称为盐浴渗氮。
还有第三种方式是应用最广泛的，我们称其为气体氮化（和软氮化），是在气氛炉里进行的，气氛是什么样的呢？可以是纯氨气氛，也可以是氨、氮两种气体的混合气氛，也可以再加入渗碳气体组织适用于软氮化的混合气氛。

aaron01

渗入零件表面的氮原子的来源问题，以上3种工艺各不相同。
气体渗氮，氮的来源是氨在钢铁表面的发生的分解反应，活性氮原子被金属表面吸收，扩散进入。
盐浴渗氮，氮来源于熔盐中的氰酸根离子（CNO-）。
离子渗氮，氮来源于含氮气体（可以是氮气，也可以是氨气）在电场下的电离。

hongqk

cnszgong 发表于 2014-6-8 23:41
氮化处理是指工件在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表面的一种化学热处理。但通氢气和氮气是不能进行 ...

就是听到一位朋友讲，可以用氢气加氮气氮化，不解，也不知有没有人用过。

hongqk

aaron01 发表于 2014-6-9 08:56
渗入零件表面的氮原子的来源问题，以上3种工艺各不相同。
气体渗氮，氮的来源是氨在钢铁表面的发生的分解反 ...

不管是真空离子、气体、盐浴，最终都是进行了氮化，这些不同的方式是否有不同的适用性，还是结果都一样，哪一种是以后发展的方向？

aaron01

hongqk 发表于 2014-6-9 09:25
就是听到一位朋友讲，可以用氢气加氮气氮化，不解，也不知有没有人用过。 ...

如果只有氮气和氢气，不加入其他气体的话，有两种情况可以实现氮化，
1，离子氮化
2，高温固溶氮化（1000C以上，10BAR以上的真空炉内进行）
在以上两种情况下，氮气不再是惰性的。

aaron01

hongqk 发表于 2014-6-9 09:28
不管是真空离子、气体、盐浴，最终都是进行了氮化，这些不同的方式是否有不同的适用性，还是结果都一样， ...

个人认为，目前状态下，气体氮化是最有前景的。
盐浴是最便宜的，质量也不错，就是环保问题解决不了，如果能解决，就没其他工艺什么事了。
离子对于某些特定应用条件下有其优势，比如防渗很方便，但是工艺稳定性不如气体。

aaron01

气体氮化气氛类型：
1，纯氨气氛
2，氨氮混合气体，两者比例可任意调整。
气体软氮化气氛在以上两种气氛基础上，加入渗碳气体，最常用的渗碳气体有CO2，甲醇等。
除此以外，在做氮化和软氮化工艺的时候，在某些应用场合为了得到较低的氮势，还可以加入氨分解气或者纯氢气体，来降低氮势并实现氮势自动控制，通常是在氮势自动控制的设备上这样应用。

hongqk

艾伦说得太精彩了，听说过有氮气和氢气做氮化的，没有注意到还是有条件的。
以前听一个韩国人说过在真空炉内高温下，再加2~3个Bar的压力（好像没有10个Bar），做不锈钢的氮化非常好，可惜没有亲眼见过。

村长

hongqk 发表于 2014-6-8 18:24
艾伦说得太精彩了，听说过有氮气和氢气做氮化的，没有注意到还是有条件的。
以前听一个韩国人说过在真空炉 ...

不锈钢是可以氮化的，我接触过的应用是在柴油机的活塞环上面。

aaron01

关于高温高压的固溶渗氮，论坛里有个帖子的，讨论得很详尽了，http://www.rclhome.net/forum.php ... p;extra=&page=1
主要原理是氮气的稳定性问题，在通常情况下，氮气是可视作惰性气体的，但是在极高温度下加压，氮气的分子键是能够被打开的，这个时候材料又在奥氏体状态下，氮的溶解度很大，所以就有了间隙固溶现象发生。

孤鸿踏雪

hongqk 发表于 2014-6-9 10:24
艾伦说得太精彩了，听说过有氮气和氢气做氮化的，没有注意到还是有条件的。
以前听一个韩国人说过在真空炉 ...

             不锈钢氮化

淡然

村长 发表于 2014-6-9 10:53
不锈钢是可以氮化的，我接触过的应用是在柴油机的活塞环上面。

我也见过   气体氮化 一般材料出来是银白色挺漂亮的 不锈钢颜色挺丑 颜色乱七八糟的