热处理脱脂炉多少温度进氮化炉

A. 关于渗碳的```````原理

渗碳处理技术

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http://www.loi.com.cn 技术讲座 2003年10月31日

渗碳硬化乃表面硬化法之一种，属于化学表面硬化法。渗碳者先于钢之表面产生初生态之碳，而后使之渗入钢之表面层，逐渐扩散入内部。初生态之碳乃由CO或CH4等气体分解而得。CO之来源或由含有CO之气体得之，或由固体渗碳剂之反应而产生于渗碳容器内，或者由含有氰化物之盐浴得之。初生态之碳由钢之表面扩散入内部时，钢之温度须增高至沃斯田铁化温层范围内，使初生态之碳埂于扩散，盖沃斯田铁可溶解较多之″C″而肥粒铁则溶解力极小，故渗碳温度必须在Ac3要以上之温度。以便渗碳作用得以进行。再配合各种热处理法，使得钢之去面生成高碳硬化心部低碳之低硬度层。使处理供具有表面硬而耐磨，心部韧而耐冲击之性质。

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一、渗碳处理之种类与特点：

（一）渗碳法之种类

渗碳法按使用之渗碳剂而可分为如下三大类：

（1） 固体渗碳法：以木炭为主剂的渗碳法。
（2） 液体渗碳法：以氰化钠（NaCN）为主剂之渗碳法。
（3） 气体渗碳法：以天然气、丙烷、丁烷等气体为主剂的渗碳法。

（二）渗碳法之比较

（1）固体渗碳法

长处：
（a）设备费便宜，操作简单，不需高度技术。
（b）加热用热源，可用电气、瓦斯、燃料油。
（c）大小工件均适，尤其对大形或需原渗碳层者有利。
（d）适合多种少量生产。

短处：

（a）渗碳深度及表面碳浓度不易正确调节，有过剩渗碳的倾向。处理件变形大。
（b）渗碳终了时，不易直接淬火，需再加热。
（c）作业环境不良，作业人员多。

（2）液体渗碳法

长处：
（a）适中小量生产。设备费便宜。不需高度技术。
（b）容易均热、急速加热，可直接淬火。
（c）适小件、薄渗碳层处理件。
（d）渗碳均匀，表面光辉状态。

短处：
（a）不适于大形处理件的深渗碳。
（b）盐浴组成易变动，管理上麻烦。
（c）有毒、排气或公害问题应有对策。
（d）处理后，表面附着盐类不易洗净，易生锈。
（e）难以防止渗碳。有喷溅危险。

（3）气体渗碳法

长处：
（a）适于大量生产。
（b）表面碳浓度可以调节。
（c）瓦斯流量、温度、时间容易自动化，容易管理。

短处：
（a）设备费昂贵。
（b）处理量少时成本高。
（c）需要专门作业知识。

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二、固体渗碳法：

将表面渗碳钢作成的工件，连同渗碳剂装入渗碳箱而密闭，装入加热炉，加热成沃斯田铁状态，使碳从钢表面侵入而扩散，处理一定时间后，连同渗碳箱冷却，只取出渗碳处理工件，进行一次淬火、二次淬火、施行回火。

此固体渗碳在渗碳法中历史最老，不适于连续处理大量工件，作业环境不良，已有衰退倾向，不过炉及其他设备也较简单，多种少量的处理也较方便，不至于完全绝迹。

固体渗碳的渗碳机构以气体渗碳为基础，亦即箱内的固体渗碳剂与箱内空气中的氧反应，成为二氧化碳（CO2），CO2再与碳反应，生成一氧化碳（CO）。

C + O2 = CO2 （1）

C + CO2 = 2 CO （2）

CO在钢表面分解，析出碳〔C〕。

2 CO =〔C〕+ CO2 （3）

〔C〕异于普通的碳，此种在钢表面分解的原子状碳（atomic Carbon）即称为活性碳或初生态碳（nascent Carbon）的活性强的碳，本讲义表成〔C〕；另一方面，钢材表面副生的CO2再在固体渗碳剂表面依（2）式生成CO，依（3）式分解而析出〔C〕，此反应连续反复进行，碳从钢材表面侵入扩散，而渗碳。

前述反应与铁（Fe）组合成渗碳反应。

Fe + 2 CO = { Fe - C }+ CO2 （4）

渗碳用之碳素，如以渗碳性之强度顺序列之，可排如木炭、焦炭、石墨、骨炭。通常使用木炭为主剂，再添加若干渗碳促进剂。一般以碱金属的碳酸盐为促进剂，碳酸盐中的碳酸锂（LiCO3）、碳酸锶（Sr CO3）、碳酸钾（K CO3）、的促进能大，但昂贵，工业上采用碳酸钡（Ba CO3）、碳酸钠（Na2 CO3）为多。虽促进能不如，但有耐久性，Na2 CO3快劣化，所以通常木炭加Ba CO320～30％，或再加10％以下的Na2 CO3为渗碳剂。

固体渗碳处理程序下：

先将处理工件去锈，脱脂以适当的间隔（20～25㎜以上）排列于渗碳箱中，周围填围渗碳剂，加盖以粘土封密装入如图五之电气炉，坑式炉也可用。加热保持一定时间。

在炉中经过所定后，在炉内徐冷或者由炉中拖出空冷，后进行热处理。

渗碳钢的表面为高碳钢，心部为低碳钢，有必要施行适用各部份的硬化处理，一般籍一次淬火将心部组织微细化，其次藉二次淬火将渗碳层硬化，最后藉回火使硬化层的组织安定化。

但依钢材的种类及使用目的而有适当的热处理，镍铬钢、镍铬钼钢等的结晶粒粗大化少，未必要一次淬火，渗碳后实施球状化退火者已达一次淬火的目的，亦无此必要；一次淬火的淬火温度高，变形大，容易脆裂，要尽量避免；渗碳层浅的小工件通常省略一次淬火。

二次淬火后，施行回火，消除应力，赋予韧性、分解残留沃斯田铁，防止时效变形，要求高硬度者在150℃以下长时回火，忌讳时效变形者，可在稍高的180～200℃回火。

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三、液体渗碳法：

液体渗碳法为将工作件浸渍于盐浴中行渗碳之方法。因盐浴之淬火性良好，因此可减少工作件之变形，并可使处理件加热均匀。升温迅速，操作简便，便于多种少量的生产。尤其在同一炉，可同时处理不同渗碳深度的处理件。

液体渗碳是以氰化钠（NaCN）为主成分，所以同时能渗碳亦能氰化，所以亦称为渗碳氮化（Carbonitriding），有时亦称为氰化法（Cyaniding）。处理温度约以700℃界，此温度以下以氮化为主，渗碳为辅，700℃以上则渗碳为主，氮化为辅，氮化之影响极低。一般工业上使用时，系以渗碳作用为主。

液体渗碳法虽硬化层薄，但渗碳时间短，故内部应力较少，同时因C、N同时惨入，所以耐磨性佳。

液体渗碳反应是利用氰化物（NaCN）分解，先在浴面与空气中的氧、水分、二氧化碳反应变成氰酸盐。

2 NaCN + O2 = 2 NaCNO （1）

NaCN + CO2 = NaCNO + CO （2）

氰酸盐在高温分解生成CO或N。

4 NaCNO = 2 NaCNO + Na2 CO3 + CO +2 N （3）

在较低温时反应如下：

5 NaCNO = 3 NaCNO + Na2 CO3 + CO2 + 2N （4）

生成的CO及N与Fe反应而进行渗碳及氮化。

Fe + 2 CO = { Fe - C }+ CO2 （5）

Fe + N = { Fe - C } （6）

一般用的渗碳剂是在中添加碳酸钠（Na2 CO3）、氯化钡（Ba Cl2）、氯化钠（Na Cl2）等，比起NaCN单盐，表面碳浓度低，扩散层增加，900℃时的碳浓度最高，这是由于钡盐的促进作用大，而且熔点变高，浴的粘性也增加，影响渗碳作用。

渗碳盐浴的容器通常使用软铁、镍铬钢、耐热钢，不过，氧化侵蚀很激烈，施行渗铝防锈法可延长寿命；容器形状宜是内容积大、表面积小、接触空气的面少，蒸发挥散量也少，但是容器的上部与下部渗碳力不同，所以要注意盐浴搅拌。

与渗碳处理的零件安装于适当的夹具，预热到200～500℃后浸入盐中，尽量防止盐浴温度降低及热变形。

浴底堆积很多氧化物，处理品接触它时会变形，所以须预先调节夹具，使处理品与浴底之间有充分的余裕。

如前所述，NaCN会随熔融时间而劣化，渗碳能降低，所以作业中要定期分析CN，CN不够时，添加指定的补给剂，保持渗碳能在前面所述的钢箔试验可简易试出渗碳能，因NaCN有吸湿性，若将含有水分的补给剂投入加热浴中，则会溅散，须利用炉的隔热壁干燥。

渗碳终了后可直接淬火，不过渗碳温度高时，可先浸入保持淬火温度的中性盐浴中，然后淬火。表6-1为各种淬火方法之比较。

回火系去除淬火时发生之残留应力。且将之部分之残留沃斯田铁变为麻田散铁。温度过高则硬度会降低，一般以150～200℃为最适宜。

表6-1 液体渗碳后之淬火法

旧 方 法 新 方 法
A 法 液体渗碳后冷却至室温，然后再加热至800℃淬火于水中。 液体渗碳后淬火于500～600℃之浴中，然后速即加热至800℃淬火于水中。

B 法

（高合金钢）

液体渗碳后冷却至室温，在650℃作中间退火，再加热至800℃后水冷。 同 上

C 法 二次淬火法Case，Corc之调质硬化。 液体渗碳后淬火于500～600℃之热浴中再加热至900℃，然后再次淬火于500～600℃之热浴中，最后再次加热至800℃后水淬火之。

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四、气体渗碳法：

气体渗碳，由于适合大量生产化，作业可以简化，品质管制容易算特点，目前最普遍被采用。此法有变成气体（或称发生气体）及滴注式之两种。

变成气体方式之方法是将碳化气体（C4H10，C3H8，CH4等）和空气相混合后送入变成炉（Gas generator），在炉内1000～1100℃之高温下，使碳化氢和空气反应而生成所谓变成气体（Converted Gas），由变成炉所生成的气体有各种称呼，本文方便上叫做变成气体。变成气体以CO、H2、N2，为主成份，内含微量CO2、H2O、CH4，然后将此气体送进无外气泄入的加热炉内施行渗碳。渗碳时，因所需的渗碳浓度不同，在变成气体内添加适当量的C4H10、C3H8、CH4等以便调渗碳浓度。

气体渗碳有关的反应如下所示：

2CO =〔C〕+ CO2 （1）

CO + H2 =〔C〕+ H2O （2）

CH4 =〔C〕+ 2 H2 （3）

C2H6 =〔C〕+ CH4 + H2 （4）

C3H8 =〔C〕+ C2H6 + H2 （5）

此处析出的碳为活性碳〔C〕，此碳渗入钢中扩散而渗碳。

高级碳化氢以式（4）、（5）的反应依序分解，成为低级碳化氢，最后成为CH4，进行式（3）的分解，式（4）、（5）的分解速度比式（3）快。

这些反应还会引起下示的副反应

H2 + CO2 = CO + H2O （6）

CH4 + CO2 = 2CO + 2 H2 （7）

CH4 + H2O = CO + 3 H2 （8）

以上为气体渗碳的基本反应。

进行气体渗碳时，需要前述的气体变成炉、处理炉及其他附属设备，都属于气密式炉体，炉内有风扇使渗碳及温度均匀化。

在变成炉变成的渗碳性气体，以对应于处理目的的气体组成或露点的气体导入处理炉。

此气体参与钢的渗碳，会副生CO2，减低渗碳性，为了从钢材表面除去CO2，有必要以某速度以上使渗碳性气体流动，调节气体流量，使炉内气体每1小时置换5～10次，又为了防止炉外的氧化性气体混入，炉内压力要保持稍高于1气体。

取出、装入处理品之际，要实施火陷帘，防止空气混入，免得爆炸。

渗碳终了后进行淬火，不过渗碳温度当作淬火温度时太高的话，可降低气体的碳位，降低炉温，成为淬火适温后淬冷。

淬火用油若不适当，则即使在炉内为光辉状态，淬入油中时也会氧化着色，达不到光辉处理的目的；淬火油阻害光辉性的因子有油的氧化、残留碳、硫量等油的性状或直接与组成有关者，或微量的水分及空气混入的活，也会降低光辉度。

气体渗碳后降低温度至800℃以后直接淬火于水或油中，此时若使用麻淬火之处理则可减少淬火变形，又气体渗碳后之组织，其表皮含碳浓度与芯部含碳量之间有显着之差异，所以渗碳后须施以扩散退火（900～950℃），此后在800℃淬火之，淬火后必须在150～180℃施以低温回火。

渗碳后之热处理一般依渗碳温度而分为二种：

（1） 渗碳温度在钢件原含碳量之Ac3上方时，渗碳后中心部份之组织变成微细，表皮则为粗大，此时热处理只须将表皮之粗大晶粒处理成微细晶粒即可，故将渗碳后之钢件，加热至A1稍上方（780℃附近）淬火即可。

（2） 若渗碳温度在Ac3上方甚高温度处，则中心部晶粒亦成为粗大，此时须经二次热处理。

第1次淬火之目的在于使未被渗碳之心部组织微细化，即加热至Ac3上起沃斯田铁变态，而结晶粒刚微细化时淬火之，故温度较高。同时在此温度下，渗碳层之高碳部份的网状雪明碳铁可固熔于沃斯田铁，所以淬火后不再有网状雪明碳铁存在。

但是此淬火温度，作为渗碳层之淬火温度未免过高，必须再一次在较低之温度作第二次淬火。此温度对于渗碳层而言，相当于A1与Acm之间约760℃附近，故经第二次淬火之铲，渗碳表面层为麻田散铁，基地中有许多球状碳化物存在，故耐磨性高。

回火系去除淬火时发生之残留应力，且将一部份之残留沃斯田铁变为麻田散铁。温度过高则硬度会降低，普通以150～200℃为最适宜。

若须较高之硬度时，则宜在100～170℃回火，若须韧性时，则宜在400℃以上，Ac1以下回火之，则得回火糙斑铁组织。

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五、气体渗碳氮化法：

气体渗碳氮化时，渗碳和渗氮作用同时行。气体渗碳用的气体渗碳用的气体用来产生渗碳作用，而N H3气体用产生渗氮作用。气体渗碳氮化温度为704～900℃，其处理时间比气体渗碳法短，得较薄的硬化层，所得渗碳氮化结果类似于液体渗碳氮化所得者。

处理层的硬化能，比由渗碳所得的渗碳层好，所以把渗碳氮化和淬火适当配合时，碳钢或低合金钢也可以得到十分安定的高硬度硬化层。由此法所得的硬化层深度为0.07～0.75㎜。淬火时可采用油淬火，有时可实施气体淬火来防止淬火变形而仍能得到高的表面硬度。

渗碳氮化所使用的钢由以低碳构造用钢和低合金构造用钢为主，其主要目的是改善耐磨性。假如同时要满足耐荷重性和耐磨性，首先渗碳1.5～1.8㎜，其次实施渗碳氮化，然后加以油淬火。

气体渗碳氮化层因为含有N，其回火软化抵抗性大，所以回火温度要比气体渗碳淬火者高。通常回火于190～210℃时，表面硬度为HRC58以上。

B. 有谁知道哪家公司制造的真空离子氮化炉最好

北京电炉厂是最早生产离子氮化炉的企业。

C. 进口离子氮化炉多少钱 m.cnlinfo.net

丰东离子渗氮炉采用保温式炉体，炉胆采用马弗结构，顶部配有搅拌风扇，实现炉内充氮对流加热。加热器布置在炉胆外部，分区加热。每个区配有独立的冷却系统，温度分区调节。炉内双热电偶，实时多点监控。炉内压力双闭环自动控制，模拟量比例调节，压力无波动。配备多路气体，流量精确控制。电源采用20KHz高频脉冲电源，配备专业工业控制计算机及专家模拟软件，渗氮过程自动控制，实现无人值守。

D. 不锈钢316l烤颜色需要多少度会有黑暗色

摘要 您好，不锈钢316l烤颜色需要大概800-900度左右就会烧成灰色了，荣昌不锈钢自润滑板它是在温度800-900进行烧结，然后颜色就成黑色了。

E. 请教各位，关于离子氮化炉温度控制

在高温设备中，经常会使用红外线测温，据我自己的经验，象中小型炉类设备使用红外线测温要注意几点： 1.设备上的观察孔大小。从理论上讲，红外仪只需要很小的开孔即可检测被测物体，但是炉类设备都需要其他的外围设备来得到工作环境，比如真空炉用的真空泵，所以炉体本身会有一定的震动，观察孔开的太小，就很可能在红外仪受到震动时导致红外线照偏，从而无法得到真实的工件温度；解决这个问题需要从观察孔大小和红外仪的固定方式同时着手，由于密封的炉类设备内部温度都很高，红外仪大都在设备外部使用支架安装，但是那个支架会起到放大震动的作用，所以尽量不用，而螺纹固定方式又不利于调节射线的指向，所以要选一种合适的安装方式。 2.炉内隔热材料的材质和开孔。高温炉类设备都会在加热体和炉壁之间采用一层隔热材料，作用是减少耗电增强炉内保温性能和保护炉壁上安装的配件如密封圈等，隔热材料的厚度随着炉子的最高温度而增加，2000℃的炉型隔热层会达到150mm以上，所以要想使红外线顺利穿过隔热层也是需要动一些脑筋的。隔热层上开的孔与炉壁上的观察孔位置对应，炉壁上的观察孔开的大一些没关系，但是隔热层的观察孔开的太大就会造成跑温，对炉壁观察孔也会有烧坏的危险，所以隔热层开孔不宜过大；另外一点要考虑隔热材料的热变形，有时隔热材料上的开孔和炉壁上的开孔在冷态看起来对应的非常好，可是温度高了以后隔热层会受热膨胀而发生形变，使开孔位置移动，导致本来能穿过开孔的射线照在了隔热材料上，结果测到的温度就不正确了。 3.被测物体的摆放。理想的状态是让红外线正好照射在被测物体的表面，如果炉内的被测物体是一整块时，基本不会出现问题，如果是一堆小件并且摆放时互相有间隙，就要注意了，看看射线会不会穿过工件之间的缝隙而照射到对面的隔热材料上，那样测出的温度值偏差也很大。 根据自己的经验总结了这些内容，有不全之处请大家补充。

F. 氮化炉的氮化炉软氮化热处理

为了缩短氮化周期，并使氮化工艺不受钢种的限制，在近年间在原氮化工艺基础上发展了软氮化和离子氮化两种新氮化工艺。
软氮化实质上是以渗氮为主的低温氮碳共渗，钢的氮原子渗入的同时，还有少量的碳原子渗入，其处理结果与一般气体氮化相比，渗层硬度较氮化低，脆性较小，故称为软氮化。
1、软氮化方法分为：气体软氮化、液体软氮化及固体软氮化三大类。目前国内生产中应用最广泛的是气体软氮化。气体软氮化是在含有活性氮、碳原子的气氛中 进行低温氮、碳共渗，常用的共渗介质有尿素、甲酰胺、氨气和三乙醇胺，它们在软氮化温度下发生热分解反应，产生活性氮、碳原子。活性氮、碳原子被工件表面 吸收，通过扩散渗入工件表层，从而获得以氮为主的氮碳共渗层。
气体软氮化温度常用560-570℃，因该温度下氮化层硬度值最高。氮化时间常为2-3小时，因为超过2.5小时，随时间延长，氮化层深度增加很慢。
2、氮化炉软氮化层组织和软氮化特点：钢经软氮化后，表面最外层可获得几微米至几十微米的白亮层，它是由ε相、γ`相和含氮的渗碳体Fe3（C，N）所组成，次层为的扩散层，它主要是由γ`相和ε相组成。

G. 氮化炉炉胆用什么材料做耐用我们工作温度是1050左右

301S就可以啦

H. 求助氮化炉退氮工艺，炉罐内温度

退氮，≥700°C保温4-6小时即可，冷至室温

I. 在金属热处理进行渗碳和氮时，为什么只有碳氮原子能进入金属里，其它原子不能

气体氮化系于1923年由德国AF ry 所发表，将工件置于炉内，利NH3气直接输进500～550℃的氮化炉内，保持20～100小时，使NH3气分解为原子状态的（N）气与（H）气而进行渗氮处理，在使钢的表面产生耐磨、耐腐蚀之化合物层为主要目的，其厚度约为0.02～0.02m／m，其性质极硬Hv 1000～1200，又极脆，NH3之分解率视流量的大小与温度的高低而有所改变，流量愈大则分解度愈低，流量愈小则分解率愈高，温度愈高分解率愈高，温度愈低分解率亦愈低，NH3气在570℃时经热分解如下： NH3 →〔N〕Fe + 2/3 H2 经分解出来的N，随而扩散进入钢的表面形成。相的Fe2 - 3N气体渗氮，一般缺点为硬化层薄而氮化处理时间长。 气体氮化因分解NH3进行渗氮效率低，故一般均固定选用适用于氮化之钢种，如含有Al，Cr，Mo等氮化元素，否则氮化几无法进行，一般使用有JIS、SACM1新JIS、SACM645及SKD61以强韧化处理又称调质因Al，Cr，Mo等皆为提高变态点温度之元素，故淬火温度高，回火温度亦较普通之构造用合金钢高，此乃在氮化温度长时间加热之间，发生回火脆性，故预先施以调质强韧化处理。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，用于塑料射出形机的送料管及螺旋杆的氮化。 液体软氮化主要不同是在氮化层里之有Fe3Nε相，Fe4Nr相存在而不含Fe2Nξ相氮化物，ξ相化合物硬脆在氮化处理上是不良于韧性的氮化物，液体软氮化的方法是将被处理工件，先除锈，脱脂，预热后再置于氮化坩埚内，坩埚内是以TF – 1为主盐剂，被加温到560～600℃处理数分至数小时，依工件所受外力负荷大小，而决定氮化层深度，在处理中，必须在坩埚底部通入一支空气管以一定量之空气氮化盐剂分解为CN或CNO，渗透扩散至工作表面，使工件表面最外层化合物8～9％wt的N及少量的C及扩散层，氮原子扩散入α – Fe基地中使钢件更具耐疲劳性，氮化期间由于CNO之分解消耗，所以不断要在6～8小时处理中化验盐剂成份，以便调整空气量或加入新的盐剂。 离子氮化技术： 此一方法为将一工件放置于氮化炉内，预先将炉内抽成真空达10-2～10-3 Torr（㎜Hg）后导入N2气体或N2 + H2之混合气体，调整炉内达1～10 Torr，将炉体接上阳极，工件接上阴极，两极间通以数百伏之直流电压，此时炉内之N2气体则发生光辉放电成正离子，向工作表面移动，在瞬间阴极电压急剧下降，使正离子以高速冲向阴极表面，将动能转变为气能，使得工件去面温度得以上升，因氮离子的冲击后将工件表面打出Fe.C.O.等元素飞溅出来与氮离子结合成FeN，由此氮化铁逐渐被吸附在工件上而产生氮化作用，离子氮化在基本上是采用氮气，但若添加碳化氢系气体则可作离子软氮化处理，但一般统称离子氮化处理，工件表面氮气浓度可改变炉内充填的混合气体（N2 + H2）的分压比调节得之，纯离子氮化时，在工作表面得单相的r′（Fe4N）组织含N量在5.7～6.1％wt，厚层在10μn以内，此化合物层强韧而非多孔质层，不易脱落，由于氮化铁不断的被工件吸附并扩散至内部，由表面至内部的组织即为FeN → Fe2N → Fe3N→ Fe4N顺序变化，单相ε（Fe3N）含N量在5.7～11.0％wt，单相ξ（Fe2N）含N量在11.0～11.35％wt，离子氮化首先生成r相再添加碳化氢气系时使其变成ε相之化合物层与扩散层，由于扩散层的增加对疲劳强度的增加有很多助。而蚀性以ε相最佳。 离子氮化处理的度可从350℃开始，由于考虑到材质及其相关机械性质的选用处理时间可由数分钟以致于长时间的处理，本法与过去利用热分解方化学反应而氮化的处理法不同，本法系利用高离子能之故，过去认为难处理的不锈钢、钛、钴等材料也能简单的施以优秀的表面硬化处理。

J. 模具氮化和不氮化在性能上有多大差异

模具进行氮化处理可显着提高模具表面的硬度、耐磨性、抗咬合性、抗腐蚀性能和疲劳性能。由于渗氮温度较低，一般在500-650~范围内进行，渗氮时模具芯部没有发生相变，因此模具渗氮后变形较小。一般热作模具钢(凡回火温度在550-650~的合金工具钢)都可以在淬火、回火后在低于回火温度的温度区内进行渗氮；一般碳钢和低合金钢在制作塑料模时也可在调质后的回火温度下渗氮；一些特殊要求的冷作模具钢也可在氮化后再进行淬火、回火热处理。
实践证明，经氮化处理后的模具使用寿命显着提高，因此模具氮化处理已经在生产中得到广泛应用。但是，由于工艺不正确或操作不当，往往造成模具渗氮硬度低、深度浅、硬度不均匀、表面有氧化色、渗氮层不致密、表面出现网状和针状氮化物等缺陷，严重影响了模具使用寿命。因此研究模具渗氮层缺陷、分析其产生的原因、探讨减少和防止渗氮缺陷产生的工艺措施，对提高模具的产品质量，延长使用寿命具有十分重要的意义。
一、 模具渗氮层硬度偏低
模具渗氮表层硬度偏低将会降低模具的耐磨性能，大大减少渗氮模具的使用寿命。
(1)渗氮模具表层含氮量低。
这是由于渗氮时炉温偏高或者在渗氮第一阶段的氨分解率过高，即炉内氮气氛过低。
(2)模具预先热处理后基体硬度太低。
(3)渗氮炉密封不良、漏气或初用新的渗氮罐。
预防措施
(1)适当降低渗氮温度，对控温仪表要经常校正，保持适当的渗氮温度。
(2)模具装炉后应缓慢加热，在渗氮第一阶段应适当降低氨分解率。
(3)渗氮炉要密封，对漏气的马弗罐应及时更换。新渗氮罐要进行预渗氮，使炉内氨分解率达到平稳。
(4)对因渗氮层含氮量较低的模具可进行一次补充渗氮，其渗氨工艺为：渗氮温度520℃ ，渗氮时间8～10h，氨分解率控制在20％-30％。

(5)在模具预先热处理时要适当降低淬火后的火温度，提高模具的基体硬度。

二、 模具渗氮层浅

模具渗氮层浅将会缩短模具硬化层耐磨寿命。

渗氮模具表面硬度偏低的原因

(1)模具渗氮时间太短、渗氮温度偏低、渗氮炉有效加热区的温度分布不均匀、渗氮过程第一阶段氮浓度控制不当(氨分解率过高或过低)等。

(2)模具装炉前未清除掉油污及装炉量过多、模具间距太近。

预防措施

(1)要严格控制装炉前模具表面质量、装炉量、炉内温差和氮气氛、渗氮时间和温度。

(2)加强渗氮炉密封，保证炉内氮气氛循环正常。并按工艺要求控制氨分解率。

(3)对已经出现渗氮层不足的模具可进行二次渗氮，严格按照渗氮第二阶段工艺补充渗氮。

硬度不均匀或有软点的原因

模具渗氮层硬度不均匀或有软点模具渗氮层不均匀或有软点将会使模具在使用时性能不稳定，薄弱区域首先磨损较多，造成整个模具的早期损坏失效，严重影响模具的使用寿命。

(1)由于渗氮炉上、下不均衡加热或气流不通畅，炉内温度不均匀。

(2)氨气通入管道局部堵塞，影响炉内氮气氛；炉内氮气循环不良。

(3)模具装前未很好清理表面油污。

(4)渗氮炉内模具装载太多或炉内模具间距太小、部分有接触。

预防措施

(1)严格控制渗氮炉内上、下区炉温，使其始终保持在同一温度区内。

(2)定期清理氨气进气管道，保持管道的通畅。

(3)模具装炉前需用汽油或酒精等脱脂，经过清洗后的模具表面不能有油污或其它脏物。

(4)模具装筐时，模具间要保持一定距离，严防模具工作面接触和重叠。

(5)炉内气氛循环要充分，渗氮炉要密封好，对漏气的马弗罐应及时更换。

模具渗氮后表面有氧化色

模具渗氮后发生表面氧化不仅影响模具外观质量，而且影响模具表面的硬度和耐磨性，严重影响模具使用寿命。

模具渗氮后表面氧化的原因

(1)气体渗氮罐漏气或炉盖密封不良。

(2)提供氨气的干燥装置中的干燥剂失效，通入炉中的氨气含有水分。

(3)渗氮结束后随炉冷却时供氧不足造成罐内负压，吸入空气造成氧化色。

(4)模具氮化后出炉温度过高在空气中氧化。

预防措施

(1)要经常检查设备，对漏气的马弗罐应及时更换，要保持炉盖密封良好。

(2)氨气干燥装置中的干燥剂要定期更换。

(3)渗氮后的模具最好采用油冷。对要求严格控制变形的模具在渗氮结束冷却时要继续提供少量氨气，避免炉内产生负压。出炉温度控制在200't2以下，避免渗氮模具在空气中氧化。

(4)对已经产生氧化的渗氮模具可在低压下喷细砂清除，并重新加热到510'(2左右再进行4h渗氮，渗氮后炉冷至200't2以下出炉。

模具渗氮后变形

要求严格控制变形的模具，在渗氮后如产生超差变形将会影响模具的装配使用，严重的会造成模具报废。

模具渗氮后变形的原因

(1)模具结构设计不合理、形状复杂等。模具在机械加工后的残余应力未能很好消除。

(2)气体渗氮炉内温度不均匀，模具装炉后加热升温过快或出炉时冷却速度太快。

(3)因渗氮层比容大而产生的组织应力带来形状变化，渗层愈厚影响愈大。因此若工艺参数不当，渗氮温度过高、时间过长、氮势过高、产生过厚渗氮层等就会使变形增大。

(4)模具装炉方法不合理，炉内温度不均匀、氨气流不稳不畅等。

预防措施

(1)设计制造模具时应该尽量使模具结构对称合理，避免厚薄悬殊。

(2)对淬火后的模具应充分进行回火，对机械加工后的模具应进行退火消除应力。

(3)制定合理的渗氮工艺。尽量采用合理的装炉维普资讯 http://www.cqvip.com，《模具制造》2003．No．6总第23期 65量、较低的渗氮温度、合适的氮化层深度和氮气氛。对变形要求较小和形状复杂的模具应严格控制加热和冷却速度，升温速度应低于50aI=／l1，300~C以上每升温

10oaI=保温lh；冷却时要随炉降温，出炉温度应低于2oo℃，并应检查炉温，严格控制渗氮炉上下区的温差。

模具渗氮后表层出现网状及波纹状、针状或鱼骨状

氮化物及厚的白色脆性层模具渗氮后表层出现网状及波纹状、针状或鱼骨状氮化物及厚的白色脆性层将会导致模具韧性降低、脆性增加、耐冲击性能减弱、产生疲劳剥落、耐磨性能降低，大大降低模具的使用寿命。

模具氮化层出现网状、波纹状、针状或鱼骨状缺陷的原因

(1)一些热处理厂家片面强调提高劳动生产率，在制定工艺文件和实际操作时渗氮温度过高、升温加热和降温冷却速度过快；控温仪表失灵、炉内实际温度比仪表指示温度高。如温度过高时扩散层中的氮化物便聚集长大、弥散度下降、在晶界上形成高氮相的网状或波纹状组织。

(2)模具预备热处理时淬火加热温度过高、模具基体晶粒过大。

(3)液氨含水量高，通入气体渗氮炉中的氨气含水分。

(4)模具设计制造不合理，有尖角锐边。

(5)气体渗氮炉中氨分解率太低即氮势过高。

(6)预备热处理时，淬火加热未在保护气氛中进行，模具表层脱碳严重，在渗氮后极易出现针状、鱼骨状氮化物。

预防措施

(1)正确制定模具氮化处理工艺，氮化温度选择在500~580~C，一般不要超过580~C，并定期对控温仪表进行校正，升温加热速度不宜过快。

(2)模具预备热处理的淬火加热温度不宜过高，以免模具材料内部组织中马氏体晶粒过大；加热应在保护气氛中进行，避免模具氧化脱碳；调质件应在机械加工中把脱碳层切除掉。

(3)氨气要经过干燥装置再通入渗氮炉中，干燥剂要定期更换。

(4)模具设计制造时应尽量避免锐角尖边。

(5)严格控制渗氮炉中的氨分解率，不应使炉中氮势过高。

(6)对已经产生网状及波纹状氮化物的模具可在540％左右的炉中进行10~15h的扩散处理， 以便有消除模具氮化层中的网状及波纹状氮化物。

模具渗氮层不致密、抗蚀性差

模具如在潮湿或碱性工作环境中工作，还应具有一定的抗蚀性。有抗蚀要求的模具如因渗氮层不致密而导致抗蚀性差将会使模具在使用时发生锈蚀，使模具早期失效，影响模具的使用寿命。

模具渗氮层不致密原因

(1)模具氮化前表面粗糙度大。

(2)模具装炉前表面有锈蚀，影响渗氮层质量。

(3)气体渗氮炉内氨分解率过高，模具渗氮层表面氮浓度太低。

(4)在一定的温度下，渗氮时间太短，模具渗氮层渗氮不足。

预防措施

(1)为了保证抗蚀渗氮层的质量，零件应预先进行正火或调质处理，模具表面的粗糙度要小，其抗蚀性能才会愈好。

(2)模具渗氮装炉前应仔细清理其表面，不得有锈蚀存在。

(3)模具渗氮时应采用合适的氨分解率，合理的渗氮时间，渗氮后应快冷。

(4)对渗氮层不致密的模具把其表面清理干净后严格按照气体渗氮工艺规则再进行一次渗氮。