渗氮工艺流程？

一、渗氮工艺流程？

工艺流程如下。

工件预清洗→装卡→抽真空→离子轰击清理→渗氮→冷却→检验

（1)预清洗工件表面必须清洁，即使有少量油脂、锈斑也会延长渗氮时间而产生渗层的不均匀问题。一般用溶剂清洗或喷砂法清理工件表面。渗氮初期的离子轰击可进一步清理工件表面的氧化、钝化膜。

（2)装卡

1)辉光层厚度决定工件间的最小距离（35~50mm)。

2）夹具的装配必须避免形成小孔洞，在缝隙、小孔处可能形成孔洞放电。

3）工件形状也应适应工艺要求，尽量避免孔洞，缝隙和尖角，消除孔洞和夹端放电。

4）孔洞、凹槽等不需渗氮的位置可采取金属柱塞或金属箔片屏蔽。

（3）抽真空和灭弧

1)抽真空到13.3~1.3Pa，往炉内通NH3，或N2-H2混合气，再抽气到极限真空，然后通电起辉。

2)通电起辉时，应由低到高在阴阳极间施加电压。

3）出现打弧现象时，如开始打弧点不固定、无规律地在零件表面跳动，然后逐渐减少直至停止，这是正常的。打弧现象取决于工件表面干净程度，装炉量大小和工件、构件相对位置，要具体分析，明确原因后再采取措施。

（4）升温

1)升温时间取决于电流密度，一般应控制在0.5~3h以内。

2）工件温度达到300℃后逐步提高炉气压力。

3）在升温过程中逐渐增加工艺气体流量、或减少抽气速率、或升高电场电压。

（5）渗氮保温

1)渗氮保温阶段的电流密度应小于升温阶段。

2）稳定炉气压力、流量和抽气率，使炉压波动不超过133Pa。

3）在此阶段应经常检查控温仪表。

（6）冷却

1）冷却开始降低电压到维持辉光放电。

2）继续往炉内通工艺气体、直至炉温降至200℃出炉。

（7）检验

1）目测检查表面缺陷和表面粗糙度值。

2）检查10%工件的表面硬度。

3）在局部防渗表面测量硬度（代表心部硬度）。

4）测定表面层的显微硬度梯度，以确定渗层深度。一般渗层深度以测到高于心部硬度2HRC处为准。

5）化合物层深度用金相法来检查。

6）如有要求可测量工件的畸变程度，即尺寸和形状的变化。

二、渗氮的处理工艺？

渗氮，是在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。常见有液体渗氮、气体渗氮、离子渗氮。

传统的气体渗氮是把工件放入密封容器中，通以流动的氨气并加热，保温较长时间后，氨气热分解产生活性氮原子，不断吸附到工件表面，并扩散渗入工件表层内，从而改变表层的化学成分和组织，获得优良的表面性能。

如果在渗氮过程中同时渗入碳以促进氮的扩散，则称为氮碳共渗。常用的是气体渗氮和离子渗氮。

三、渗氮工艺的优缺点？

渗氮工艺是钢铁冶金中常用的一种表面硬化工艺，具有以下优缺点：

优点：

1. 改善钢材表面硬度和耐磨性能：渗氮工艺可以将氮原子渗透到钢铁材料表面，形成氮化物层，从而增加材料表面硬度和耐磨性。

2. 增强钢材的强度和韧性：氮化层能够显著提高钢材的强度和韧性。

3. 提高表面抗腐蚀性：氮化层的形成可以改善钢材表面的耐腐蚀性能。

4. 生产成本低：渗氮工艺的生产成本相对较低，适用于大规模工业生产。

5. 工艺可控性好：渗氮工艺可以通过调整工艺参数控制氮化层的深度和均匀度，从而获得更好的加工性能。

缺点：

1. 处理周期长：渗氮技术的处理周期较长，如超过 50 小时，无法实现"即时加工和使用"。

2. 加工复杂：渗氮工艺需要进行复杂的前期处理和后期处理，加工难度较大。

3. 危险性高：渗氮过程中可能会产生有毒的氮化物，可能对工人的健康造成危害。

4. 可能产生误差：由于渗氮工艺需要进行精细的控制，如果控制不好，就有可能造成氮化层太厚或太薄，从而导致加工性能不佳。

注：以上为常见的优缺点，不同的渗氮工艺会有所不同。

四、渗碳、渗氮工艺及性能如何？

渗碳与渗氮一般是指钢的表面化学热处理渗碳必须用低碳钢或低碳合金钢。可分为固体、液体、气体渗碳三种。应用较广泛的气体渗碳，加热温度900-950摄氏度。渗碳深度主要取决于保温时间，一般按每小时0.2-0.25毫米估算。表面含碳量可达0.85%-1.05%。渗碳后必须热处理，常用淬火后低温回火。得到表面高硬度心部高韧性的耐磨抗冲击零件。渗氮应用最广泛的气体渗氮，加热温度500-600摄氏度。氮原子与钢的表面中的铝、铬、钼形成氮化物，一般深度为0.1-0.6毫米，氮化层不用淬火即可得到很高的硬度，这种性能可维持到600-650摄氏度。工件变形小，可防止水、蒸气、碱性溶液的腐蚀。但生产周期长，成本高，氮化层薄而脆，不宜承受集中的重载荷。主要用来处理重要和复杂的精密零件。涂层、镀膜、是物理的方法。“渗”是化学变化，本质不同。钢的渗碳——就是将低碳钢在富碳的介质中加热到高温(一般为900-950C)，使活性碳原子渗入钢的表面，以获得高碳的渗层组织。随后经淬火和低温回火，使表面具有高的硬度、耐磨性及疲劳抗力，而心部仍保持足够的强度和韧性。渗碳钢的化学成分特点（1）渗碳钢的含碳量一般都在0.15%-0.25％范围内，对于重载的渗碳体，可以提高到0.25%-0.30％，以使心部在淬火及低温回火后仍具有足够的塑性和韧性。但含碳量不能太低,，否则就不能保证一定的强度。（2）合金元素在渗碳钢中的作用是提高淬透性，细化晶粒，强化固溶体，影响渗层中的含碳量、渗层厚度及组织。在渗碳钢中通常加入的合金元素有锰、铬、镍、钼、钨、钒、硼等。常用渗碳钢可以分碳素渗碳钢和合金渗碳钢两大类（1）碳素渗碳钢中，用得最多的是15和20钢，它们经渗碳和热处理后表面硬度可达56-62HRC。但由于淬透性较低，只适用于心部强度要求不高、受力小、承受磨损的小型零件，如轴套、链条等。（2）低合金渗碳钢如20Cr、20Cr2MnVB、20Mn2TiB等，其渗透性和心部强度均较碳素渗碳钢高，可用于制造一般机械中的较为重要的渗碳件，如汽车、拖拉机中的齿轮、活塞销等。（3）中合金渗碳钢如20Cr2Ni4、18Cr2N4W、15Si3MoWV等，由于具有很高的淬透性和较高的强度及韧性，主要用以制造截面较大、承载较重、受力复杂的零件，如航空发动机的齿轮、轴等。固体渗碳、液体渗碳、气体渗碳——渗碳温度为900-950℃，表面层w(碳)为0.8%-1.2％，层深为0.5-2.0mm。渗碳后的热处理——渗碳工件实际上应看作是由一种表面与中心含量相差悬殊码复合材料。渗碳只能改变工件表面的含碳量，而其表面以及心部的最终强化则必须经过适当的热处理才能实现。渗碳后的工件均需进行淬火和低温回火。淬火的目的是使在表面形成高碳马氏体或高碳马氏体和细粒状碳化物组织。低温回火温度为150-200℃。渗碳零件注意事项（1）渗碳前的预处理正火——目的是改善材料原始组织、减少带状、消除魏氏组织，使表面粗糙度变细，消除材料流线不合理状态。正火工艺；用860-980℃空冷、179-217HBS。（2）渗碳后需进行机械加工的工件,硬度不应高于30HRC。（3）对于有薄壁沟槽的渗碳淬火零件，薄壁沟槽处不能先于渗碳之前加工。（4）不得用镀锌的方法防渗碳。防止渗碳方法（1）加大余量法——在不需要渗碳的部位预先留出一定的加工余量，其留量比渗碳层深度大一倍以上。渗碳后先车去渗碳层再转淬火。（2）镀铜法——在不需渗碳的部位电镀一层0.02-0.04mm的铜，铜层要致密，不得暴露原金属。（3）涂料法——在不需渗碳的部位涂上防渗涂料。（4）工装法——自制专用工装，把不需渗碳的部位封闭密封。钢的渗氮(强化渗氮；抗蚀渗氮)使氮原子渗入钢的表面，形成富氮硬化层的一种化学热处理工艺。与渗碳相比，渗氮处理后零件具有：高的硬度和耐磨性，高的疲劳强度，较高的抗咬合性，较高的抗蚀性，渗氮过程在钢的相变温度以下(450-600℃)进行，因而变形小，体积稍有胀大。缺点是周期长(一般气体渗氮土艺的渗氮时间长达数十到100h)、成本高、渗层薄(一般为0.5mm左右)而脆，不能承受太大问接触应力和冲击载荷。渗氮用钢——从理论上讲，所有的钢铁材料都能渗氮。但我们只将那些适用可渗氮处理并能获得满意效果的钢才称为渗氮用钢。凡含有Cr、Mo、V、Ti、Al等元素的低、中碳合金结构钢、工具钢、不锈钢(不锈钢渗氮前需去除工件表面的钝化膜，对不锈钢、耐热钢可直接用离子氮化方法处理)、球墨铸铁等均可进行渗氮。渗氮后零件虽然具有高硬度、高耐磨性和高的疲劳强度，但只是表面很薄的一层(铬钼铝钢于500-540℃经35-65h渗氮层深只达0.3-0.65mm) 。必须有强而韧的心部组织作为渗氮层的坚实基底，才能发挥渗氮的最大作用。总的来看，大部分渗氮零件是在有摩擦和复杂的动载荷条件下工作的，不论表面和心部的性能都要求很高。如果用碳钢进行渗氮，形成Fe4N和Fe2N较不稳定。温度稍高，就容易聚集粗化，表面不可能得到更高的硬度，并且其心部也不能具有更高的强度和韧性。为了在表面得到高硬度和高耐磨性，同时获得强而韧的心部组织，必须向钢中加入一方面能与氮形成稳定氮化物，另外还能强化心部的合金元素。如Al、Ti、V、W、Mo、Cr等，均能和氮形成稳定的化合物。其中Cr、W、Mo、V还可以改善钢的组织，提高钢的强度和韧性。目前专门用于渗氮的钢种是38CrMoAlA，其中铝与氮有极大的亲和力，是形成氮化物提高渗氮层强度的主要合金元素。AlN很稳定，到约1000℃的温度在钢中不发生溶解。由于铝的作用使钢具有良好的渗氮性能，此钢经过渗氮表面硬度高达1100-1200HV(相当67-72HRC)。38CrMoAlA钢脱碳倾向严重，各道工序必须留有较大的加工余量。对高硬度、高耐磨性要求的氮化件，不宜选用碳钢和一般合金钢。对以提高抗蚀性能为主的氨化件可选用碳钢和一般合金钢。渗氮零件注意事项（1）渗氮前的预备热处理调质——渗氮工件在渗氮前应进行调质处理，以获得回火索氏体组织。调质处理回火温度一般高于渗氮温度。（2）渗氮前的预备热处理去应力处理--渗氮前应尽量消除机械加工过程中产生的内应力以稳定零件尺寸。消除应力的温度均应低于回火温度，保温时间比回火时间要长些，再缓慢冷却到室温。断面尺寸较大的零件不宜用正火。工模具钢必须采用淬火回火，不得用退火。（3）渗氮零件的表面粗糙度Ra应小于1.6μm，表面不得有拉毛、碰伤及生锈等缺陷。不能及时处理的零件须涂油保护，以免生锈。吊装入炉时再用清洁汽油擦净以保证清洁度。（4）含有尖角和锐边的工件，不宜进行氮化处理。（5）局部不氮化部位的保护，不宜用留加工余量的方法。（6）表面未经磨削处理的工件，不得进行氮化。

五、渗氮 危险分析

渗氮危险分析

渗氮是一种常用的表面处理工艺，广泛应用于金属制品的防腐蚀和硬化处理。然而，渗氮过程中存在一定的危险性，需要进行细致的危险分析，以确保工作者的安全和设备的稳定运行。

危险识别

在进行渗氮过程时，我们需要先对潜在的危险进行识别，包括：

• 高温和高压的环境
• 氮气泄漏
• 化学品和气体的暴露
• 设备故障和操作错误

这些潜在的危险因素可能导致火灾、爆炸、中毒以及其他意外事件。因此，进行详细的危险分析至关重要。

危险评估

危险评估是一个系统的过程，目的是确定潜在危险对人员、设备和环境的影响程度以及发生的可能性。这样可以帮助我们识别高风险区域，并采取适当的措施来降低风险。

为了进行准确的危险评估，我们需要收集包括渗氮设备、工艺参数、安全设施和操作规程等信息。

然后，根据这些信息，我们可以评估每个潜在危险的风险等级。对于高风险的危险因素，我们需要优先采取措施进行控制和管理。

危险控制

危险控制是指通过采取相应的措施来降低危险的发生概率和危害程度。

在渗氮过程中，我们可以采取以下措施来控制危险：

• 确保渗氮设备的正常工作，定期进行维护和检查
• 合理设置渗氮工艺参数，避免过高或过低的温度和压力
• 安装氮气泄漏监测设备，并定期进行检测和维护
• 为工作者提供必要的个人防护装备，如防护眼镜、手套和防护服
• 制定详细的操作规程，并进行培训和考核

通过这些措施的实施，我们可以有效地降低渗氮过程中的危险性，并保障工作者的安全。

事故应急预案

事故是难以预测的，为了应对突发事故，我们需要制定相应的应急预案。

应急预案应包括：

• 事故报警和紧急求助流程
• 事故现场的疏散和封锁措施
• 对人员伤亡的紧急救护和医疗安排
• 事故调查和事后处理程序

制定应急预案时，需要充分考虑渗氮过程中可能发生的事故类型，并制定相应的对策。

培训和监督

渗氮过程中的安全管理需要全员参与，因此培训和监督是非常重要的环节。

我们应定期组织渗氮操作人员进行安全培训，包括：

• 渗氮设备的使用方法和操作规程
• 危险因素的识别和评估
• 应急预案的执行

同时，还需要建立有效的监督机制，及时发现和纠正安全隐患。

总结

在渗氮过程中，进行细致的危险分析是确保工作者安全的关键。通过危险识别、危险评估和危险控制，可以降低事故发生的概率和危害程度。制定事故应急预案和进行培训监督也是必不可少的。

除了以上提到的安全管理措施，我们还需要持续关注新的安全技术和法规的更新，以提高渗氮过程的安全性。

只有保证了工作者的安全，渗氮工艺才能发挥其最大的效益。

六、气体渗氮和液体渗氮区别？

液体氮化也称软氮化，低温氰化，或者氮碳共渗，在渗氮过程中，碳原子也参与，因而比一般的单一气体渗氮具有更高的渗速，在渗层表面硬度相当的情况下，氮化层的脆性也比气体氮化小。

应用不同

液体氮化：液体软氮化适用于耐磨及耐疲劳等汽车零件，缝衣机、照相机等如气缸套处理，气门阀处理、活塞筒处理及不易变形的模具处。

气体氮化：NH₃气体氮化，因为时间长表面粗糙，硬而较脆不易研磨，而且时间长不经济，用于塑胶射出形机的送料管及螺旋杆的氮化

七、渗氮处理？

 渗氮处理是在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。常见有液体渗氮、气体渗氮、离子渗氮。

传统的气体渗氮是把工件放入密封容器中，通以流动的氨气并加热，保温较长时间后，氨气热分解产生活性氮原子，不断吸附到工件表面，并扩散渗入工件表层内，从而改变表层的化学成分和组织，获得优良的表面性能。

八、碳氮共渗比渗氮的特点？

向钢件表面同时渗入碳、氮的化学表面热处理工艺。以渗碳为主，渗入 少量氮。因碳氮共渗工艺早期采用过氰盐或含氰气氛作为渗剂，故又称“氰化”。按共渗介质状态分为气体、液体 及固体3类。固体和液体碳氮共渗已 很少使用。

气体碳氮共渗法不用氰盐，容易控制表面质量，可实现机 械化、自动化，应用较广泛。

与渗碳相 比，具有较快的渗入速度，较高的渗层 的淬透性和回火抗力，耐磨性和抗疲 劳性能好等优点，处理温度较低，常用来代替渗碳处理。

九、激光渗氮原理？

激光渗氮是一种表面处理技术，通过使用激光束将氮气注入到材料表面，以增加其硬度和耐磨性。激光渗氮的主要原理是利用激光束高能量的特性，加热材料表面，使其表面温度升高到足够高的温度，让氮气在表面上发生化学反应，将氮化物形成在材料表面上。氮化物可以增强材料表面的硬度和耐磨性。激光渗氮技术具有处理快、环保、无污染、表面不氧化等优点，广泛应用于机械制造、航空航天、汽车制造等领域。

十、铁锅渗氮处理？

渗氮是在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺，在铁锅也有应用。

渗氮：常见有液体渗氮、气体渗氮、离子渗氮。传统的气体渗氮是把工件放入密封容器中，通以流动的氨气并加热，保温较长时间后，氨气热分解产生活性氮原子，不断吸附到工件表面，并扩散渗入工件表层内，从而改变表层的化学成分和组织，获得优良的表面性能。

类型：液体渗氮、气体渗氮、离子渗氮。

工具：体渗氮和离子渗氮。

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