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螺桿氮化原理
閱讀：456 發(fā)布時間：2014-8-4
鋼的氮化（氣體氮化）
其目的提高外表硬度和耐磨性，概念：氮化是向鋼的外表層滲入氮原子的過程。以及提高疲勞強度和抗腐蝕性。
被鋼吸收后在其外表形成氮化層，利用氨氣在加熱時分解出活性氮原子。同時向心部擴散。
氮化通常利用專門設備或井式滲碳爐來進行。適用于各種高速傳動精密齒輪、機床主軸（如鏜桿、磨床主軸）高速柴油機曲軸、閥門等。
氮化工件工藝路線：鍛造－退火－粗加工－調質－精加工－除應力－粗磨－氮化－精磨或研磨。
并且較脆，由于氮化層薄。因此要求有較高強度的心部組織，所以要*行調質熱處理，獲得回火索氏體，提高心部機械性能和氮化層質量。
不再需要進行淬火便具有很高的外表硬度大于HV850及耐磨性。鋼在氮化后。
變形很小，氮化處置溫度低。與滲碳、感應外表淬火相比，變形小得多
習慣上碳氮共滲又稱作氰化。目前以中溫氣體碳氮共滲和低溫氣體碳氮共滲（即氣體軟氮化）應用較是廣。中溫氣體碳氮共滲的主要目的提高鋼的硬度，鋼的碳氮共滲：碳氮共滲是向鋼的表層同時滲入碳和氮的過程。耐磨性和疲勞強度，低溫氣體碳氮共滲以滲氮為主，其主要目的提高鋼的耐磨性和抗咬合性。
鋼的化學熱處理-氧氮共滲
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即可實現其氧氮共滲處理。處置以后的工件兼有蒸汽處置我滲氮處理的共同優(yōu)點。當鋼在滲氮的同時通入一些含氧的介質。
外表氧化膜，1．氧氮共滲的特點：氧氮共滲后滲層可分三個區(qū)。次表層氧化區(qū)和滲氮nitrid外表氧化膜與次表層氧化區(qū)厚度相近，一般為2-4μm.氧氮共滲后形成多孔Fe3O4層具有良好的減摩擦性能、散熱性能及抗粘著性能。
水分解形成氧原子向內擴散形成氧化層并在工件外表形成黑色氧化膜。2．氧氮共滲介質：氧氮共滲時一般用得較多的不同濃度的氨水。氮原子向內擴散形成滲氮層。
時間通常為1-2小時。氨水濃度以25%-30%為宜。排氣升溫時通氨量應大些，3．氧氮共滲的主要用途：氧氮共滲主要用于高速鋼刀具的外表處置。共滲時的溫度一般為540-590℃。以利于迅速排空爐內空氣。共滲期間通氨量應適中，降溫及擴散時應減少氨的滴入量。熱處置爐可采用有1Cr18Ni9Ti不銹鋼制成爐罐的井式氮化爐代用。爐罐應維護密封性（采用真空水冷橡膠密封）爐頂應有一臺密封循環(huán)風扇。爐內保持300-1000Pa正壓.
鋼的熱處理--軟氮化
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并使氮化工藝不受鋼種的限制，為了縮短氮化周期。近一、二十年間在原氮化工藝基礎上發(fā)展了軟氮化和離子氮化兩種新氮化工藝
鋼的氮原子滲及的同時，軟氮化實質上是以滲氮為主的低溫碳氮共滲。還有少量的碳原子滲入，其處置結果與前述一般氣體氮相比，滲層硬度較低，脆性較小，故稱為軟氮化。
軟氮化方法分為氣體軟氮化和液體軟氮化兩大類。目前國內生產中應用zui廣泛的氣體軟氮化。<,1.軟氮化方法。br>氣體軟氮化是含有活性碳、氮原子的氣氛中進行低溫碳、氮共滲，常用的共滲介質有尿素、甲酰胺和三乙醇胺，軟氮化溫度下發(fā)生熱分解反應，發(fā)生活性碳、氮原子。
通過擴散滲入工件表層，活性碳、氮原子被工件表面吸收。從而獲得以氮為主的碳氮共滲層。
因該溫度下氮化層硬度值zui高。氮化時間常為2-3小時，氣體軟氮化溫度常用560-570℃。因為超越2.5小時，隨時間延長，氮化層深度增加很慢。
外表zui外層可獲得幾微米至幾十微米的白層，2.軟氮化層組織和軟氮化特點：鋼經軟氮化后。由ε相、γ`相和含氮的滲碳體Fe3CN所組成，次層為03-04毫米的擴散層，主要是由γ`相和ε相組成。
軟氮化具有以下特點：
時間短，1處置溫度低。工件變形小。
碳鋼、低合金鋼、工模具鋼、不銹鋼、鑄鐵及鐵基粉未冶金資料均可進行軟氮化處理。工件經軟氮化后的外表硬度與氮化工藝及材料有關。2不受鋼種限制。
3.能顯著地提高工件的疲勞極限、耐磨性和耐腐蝕性。干摩擦條件下還具有抗擦傷和抗咬合等性能。
故氮化層硬而具有一定的韌性，4.由于軟氮化層不存在脆性ξ相。不容易剝落。
目前生產中軟氮化巳廣泛應用于模具、量具、高速鋼刀具、曲軸、齒輪、氣缸套等耐磨工件的處置。因此。故不宜在重載條件下工作。另外，應注意的氣體軟氮化目前存在問題是表層中鐵氮化合物層厚度較薄（0.01-0.02mm且氮化層硬度梯度較陡。氮化過程中，爐中會產生HCN這種有毒氣體，因此生產中要注意設備的密封，以免爐氣漏出污染環(huán)境。
其目的提高外表硬度和耐磨性，概念：氮化是向鋼的外表層滲入氮原子的過程。以及提高疲勞強度和抗腐蝕性。
被鋼吸收后在其外表形成氮化層，利用氨氣在加熱時分解出活性氮原子。同時向心部擴散。
氮化通常利用專門設備或井式滲碳爐來進行。適用于各種高速傳動精密齒輪、機床主軸（如鏜桿、磨床主軸）高速柴油機曲軸、閥門等。
氮化工件工藝路線：鍛造－退火－粗加工－調質－精加工－除應力－粗磨－氮化－精磨或研磨。
并且較脆，由于氮化層薄。因此要求有較高強度的心部組織，所以要*行調質熱處理，獲得回火索氏體，提高心部機械性能和氮化層質量。
不再需要進行淬火便具有很高的外表硬度大于HV850及耐磨性。鋼在氮化后。
變形很小，氮化處置溫度低。與滲碳、感應外表淬火相比，變形小得多
習慣上碳氮共滲又稱作氰化。目前以中溫氣體碳氮共滲和低溫氣體碳氮共滲（即氣體軟氮化）應用較是廣。中溫氣體碳氮共滲的主要目的提高鋼的硬度，鋼的碳氮共滲：碳氮共滲是向鋼的表層同時滲入碳和氮的過程。耐磨性和疲勞強度，低溫氣體碳氮共滲以滲氮為主，其主要目的提高鋼的耐磨性和抗咬合性。
鋼的化學熱處理-氧氮共滲
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即可實現其氧氮共滲處理。處置以后的工件兼有蒸汽處置我滲氮處理的共同優(yōu)點。當鋼在滲氮的同時通入一些含氧的介質。
外表氧化膜，1．氧氮共滲的特點：氧氮共滲后滲層可分三個區(qū)。次表層氧化區(qū)和滲氮nitrid外表氧化膜與次表層氧化區(qū)厚度相近，一般為2-4μm.氧氮共滲后形成多孔Fe3O4層具有良好的減摩擦性能、散熱性能及抗粘著性能。
水分解形成氧原子向內擴散形成氧化層并在工件外表形成黑色氧化膜。2．氧氮共滲介質：氧氮共滲時一般用得較多的不同濃度的氨水。氮原子向內擴散形成滲氮層。
時間通常為1-2小時。氨水濃度以25%-30%為宜。排氣升溫時通氨量應大些，3．氧氮共滲的主要用途：氧氮共滲主要用于高速鋼刀具的外表處置。共滲時的溫度一般為540-590℃。以利于迅速排空爐內空氣。共滲期間通氨量應適中，降溫及擴散時應減少氨的滴入量。熱處置爐可采用有1Cr18Ni9Ti不銹鋼制成爐罐的井式氮化爐代用。爐罐應維護密封性（采用真空水冷橡膠密封）爐頂應有一臺密封循環(huán)風扇。爐內保持300-1000Pa正壓.
鋼的熱處理--軟氮化
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并使氮化工藝不受鋼種的限制，為了縮短氮化周期。近一、二十年間在原氮化工藝基礎上發(fā)展了軟氮化和離子氮化兩種新氮化工藝
鋼的氮原子滲及的同時，軟氮化實質上是以滲氮為主的低溫碳氮共滲。還有少量的碳原子滲入，其處置結果與前述一般氣體氮相比，滲層硬度較低，脆性較小，故稱為軟氮化。
軟氮化方法分為氣體軟氮化和液體軟氮化兩大類。目前國內生產中應用zui廣泛的氣體軟氮化。<,1.軟氮化方法。br>氣體軟氮化是含有活性碳、氮原子的氣氛中進行低溫碳、氮共滲，常用的共滲介質有尿素、甲酰胺和三乙醇胺，軟氮化溫度下發(fā)生熱分解反應，發(fā)生活性碳、氮原子。
通過擴散滲入工件表層，活性碳、氮原子被工件表面吸收。從而獲得以氮為主的碳氮共滲層。
因該溫度下氮化層硬度值zui高。氮化時間常為2-3小時，氣體軟氮化溫度常用560-570℃。因為超越2.5小時，隨時間延長，氮化層深度增加很慢。
外表zui外層可獲得幾微米至幾十微米的白層，2.軟氮化層組織和軟氮化特點：鋼經軟氮化后。由ε相、γ`相和含氮的滲碳體Fe3CN所組成，次層為03-04毫米的擴散層，主要是由γ`相和ε相組成。
軟氮化具有以下特點：
時間短，1處置溫度低。工件變形小。
碳鋼、低合金鋼、工模具鋼、不銹鋼、鑄鐵及鐵基粉未冶金資料均可進行軟氮化處理。工件經軟氮化后的外表硬度與氮化工藝及材料有關。2不受鋼種限制。
3.能顯著地提高工件的疲勞極限、耐磨性和耐腐蝕性。干摩擦條件下還具有抗擦傷和抗咬合等性能。
故氮化層硬而具有一定的韌性，4.由于軟氮化層不存在脆性ξ相。不容易剝落。
目前生產中軟氮化巳廣泛應用于模具、量具、高速鋼刀具、曲軸、齒輪、氣缸套等耐磨工件的處置。因此。故不宜在重載條件下工作。另外，應注意的氣體軟氮化目前存在問題是表層中鐵氮化合物層厚度較薄（0.01-0.02mm且氮化層硬度梯度較陡。氮化過程中，爐中會產生HCN這種有毒氣體，因此生產中要注意設備的密封，以免爐氣漏出污染環(huán)境。