氮化又稱滲氮,它是將氮原子滲入鋼件表層的化學(xué)熱處理過程。氮化處理是利用氨在一定溫度(500~600℃)下所分解的活性氮原子向鋼的表面層擴(kuò)散,而形成鐵氮合金,從而改變鋼件表面的力學(xué)性能和物理、化學(xué)性質(zhì)。
氨氣在400℃以上將發(fā)生如下分解反應(yīng):
2NH3→2N+3H2
分解出的氮原子被工件吸收從而形成氮化層。
滲氮可以獲得比滲碳更高的表面硬度(可高達(dá)1000~1200HV),耐磨性能及疲勞強(qiáng)度,并具有滲碳得不到的耐腐蝕性能;而且由于滲氮溫度比滲碳溫度低得多,滲氮后又不需要進(jìn)行熱處理,所以滲氮后的變形很小,因此在工業(yè)上獲得了廣泛的應(yīng)用。
滲氮與滲碳相比,滲氮的優(yōu)點(diǎn)如下:
①有更高的表面硬度和耐磨性;
②有更高的疲勞強(qiáng)度;
③有較高的抗蝕性;
④有較高的抗咬合性能;
⑤工件變形小。
氮化處理在工業(yè)上應(yīng)用日趨廣泛,而氮化處理的目的,也根據(jù)工件的具體情況有所不同。
合金鋼零件氮化是為了提高工件的耐磨性和疲勞極限,這種氮化稱為強(qiáng)化氮化。多用于重要的結(jié)構(gòu)零件。如發(fā)動(dòng)機(jī)軸,氣缸套筒,高速齒輪等。
碳鋼和鑄鐵工件氮化是為了提高其抗蝕能力,這種氮化稱為抗蝕氮化。