渗氮（软氮化）的常见缺陷

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一、硬度偏低
' ?: D- o3 t8 `# ]$ w　　生产实践中，工件渗氮（软氮化）后其表面硬度有时达不到工艺规定的要求，轻者可以返工，重者则造成报废。造成硬度偏低的原因是多方面的：
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. i( ~% F- [( S5 c0 {设备方面：如系统漏气造成氧化；

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& ?: \' k- n" z$ p- X) c材料：如材料选择欠佳；
" \- t3 b3 \% C
+ g- j. c* G# F0 g0 U
前期热处理：如基体硬度太低，表面脱碳严重等；

) `. l$ S, y2 o. [1 H# O* L
% L" N! o$ [: U4 u+ H# W3 I预先处理：如进炉前的清洁方式及清洁度。
4 z5 B" \5 \# X) y+ r% v

- ]% W' J2 G" j$ j工艺方面：如渗氮（软氮化）温度过高或过低，时间短或氮势不足等等。

& @* R8 s$ ^+ p
" a. J/ A' p; B/ v' I$ K4 N所以具体情况要具体分析，找准原因，解决问题。
  ]! B% {+ ?4 H9 ?二、硬度和渗层不均匀
* L- ~  y0 Y4 z5 ?0 z　　装炉方式不当；


气压调节不当；


% F, Z* J% Q% [- @/ h* R5 V温度不均；


- v3 m- |' e% @6 j1 @, H% s) ~2 A炉内气流不合理。
, C1 O* w* @: i" \1 y/ R
5 W1 F3 p- ]7 p, U$ v
( l1 y8 z( f; O& e* g+ z! I+ ^' t, F三、变形过大
　　变形是难以杜绝的，对易变形件，采取以下措施，有利于减小变形：

, r+ l8 M5 D$ l# }" q( _0 Z) s% \3 z
$ W* a' v- z* A7 ]渗氮（软氮化）前应进行稳定化处理；

' X6 g1 l& N7 o0 k
渗氮（软氮化）过程中的升、降温速度应缓慢；


保温阶段尽量使工件各处的温度均匀一致。对变形要求严格的工件，如果工艺许可，尽可能采用较低的氮化（软氮化）温度。
7 W; e8 [2 @2 T/ j; c四、处观质量差
　　渗氮（软氮化）件出炉后首先用肉眼检查外观质量，钢件经渗氮（软氮化）处理后表面通常呈银灰（蓝黑色）色或暗灰色（蓝黑色），不同材质的工件，氮化（软氮化）后其表面颜色略有区别，钛及钛合金件表面应呈金黄色。　　　　　

  n- i$ Q& ?) F/ c5 f
五、脉状氮化物
. b/ V! s1 B- |% h1 C4 O　　氮化（特别是离子氮化）易出现脉状氮化物，即扩散层与表面平行走向呈白色波纹状的氮化物。其形成机理尚无定论，一般认为与合金元素在晶界偏聚及氮原子的扩散有关。因此，控制合金元素偏聚的措施均有利于减轻脉状氮化物的形成。工艺参数方面，渗氮温度越高，保温时间越长,越易促进脉状组织的形成，如工件的棱角处，因渗氮温度相对较高，脉状组织比其它部位严重得多。

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早就想找这资料，但还不够详细。

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了解一下，增长见识了

gss2001

分析的挺全面！！！！

MARSWAY7279

氮化及軟氮化件的加工程序
* r: K, B6 T0 [9 m& ~　　氮化及軟氮化件的一般加工程序包括下列各項：
　一、        原材料準備
　二、        預備熱處理
　三、        機械加工
　四、        氮化及軟氮化前準備
7 C  G2 t% `# g* N  H　五、        氮化及軟氮化處理
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　　各項程序的主要工作內容及要求為：

8 c7 C, T  l* g程序        項目        目的和要求
一、原材料準備        進行素材之鑄造、鍛造、衝壓、擠壓、銲接等加工程序        改變素材的形狀，以達到尺寸要求，並不允許有變形、裂紋等缺陷
二、預備熱處理        進行完全退火、正常化、調質等熱處理        改善材料之組織和性能、減少變形，為機械加工和氮化及軟氮化處理作準備
! y. ?' f/ G; l. f% r2 t" d6 v( k三、機械加工        進行工件切削及磨削加工        去除工件表面之脫碳層及各種有害缺陷，必要時可在粗加工後精加工前，增加消除應力退火處理，以保證零件精度
  N4 r+ R4 C: F* r& w  ?0 ~四、氮化及軟氮化前之準備        進行工件之表面品質檢查及必要之清理;進行不欲氮化及軟氮化部位之防止氮化及軟氮化處理        清除工件表面之氧化皮、銹斑和油垢依客戶要求之部位做好防氮化及軟氮化處理
* @3 Z1 f5 V! z' h3 V' Z五、氮化及軟氮化        依製程條件進行氮化及軟氮化處理        達到規範或客戶對於氮化及軟氮化工件硬度，硬化深度等特性要求
) v, \' J5 V) Z+ R( d, ?氣體氮化及氣體軟氮化的操作
4 E& l( \/ V- L　一、        氣體氮化的操作
        氣體氮化可分為下列幾個階段：
(一)        準備工件
; @0 s3 T6 c2 L: Y+ m- \/ F(二)        裝爐
) W  i3 |' X7 M+ o& q, ?(三)        升溫
(四)        保溫
6 e4 C* o6 F  H# W1 _# C(五)        出爐
(六)        異常處理

        各階段的操作要點為：
% C4 g2 n. F8 b3 c9 `/ J6 k(一)        準備工件
1.        將清理乾淨的工件及隨爐試片牢固地安放或吊掛在夾治具上,工件間應保持適當的距離，以確保氨分解氣氛循環流通和爐罐內溫度均勻。
# I$ p- l- Z( b) y$ c& A2.        隨爐試片應放在能反映及代表工件氮化品質的位置上。
3.        對於不銹鋼等表面有鈍化膜之待處理件，應經細砂噴砂或其它有效方法處理去除鈍化膜，以獲得新鮮的表面並於裝夾具後立即裝爐。
9 z0 u+ z0 E0 D- ^( A4.        氮化用夾治具應堅固可靠，並定期更換，以防止夾治具突然脆斷之問題的發生。
& E5 j, A1 O9 v" j2 y5 D% D  g(二)        裝爐
" F/ R- }  \+ V: S2 K1.        將裝好工件的夾治具平穩地裝入爐中，接通氨氣管路，蓋上保溫爐蓋。
6 N% Q. ^, p" Y% C8 ^; V/ V2 G0 u9 F2.        檢查氨氣管道是否暢通，以及有無洩漏
        一般而言，爐蓋密封處和管道接頭是最容易發生氨氣洩漏的地方；由於氨氣有臭味，所以一旦有洩漏的情形發生時很容易就可聞到其臭味；當發覺有氨氣洩漏的情形發生時，可利用下列兩種方法，確認發生漏氣的地方，並進行重新密封或進行必要之管路及接頭更換措施：
5 I7 ^) s( W3 E(1)        利用蘸有鹽酸的玻璃棒，在可能發生漏氣的地方附近移動，當有氨氣洩漏出時，由於氨氣遇到鹽酸會形成氯化銨，所以會產生白霧，如此便可確認發生漏氣的地方。
4 n; b1 X: M: h( |! v(2)        採用紅色的石蕊試紙或黃色的pH廣用試紙，將其浸水濕潤後貼在玻璃棒上，在可能發生漏氣的地方移動，當碰到氨氣時，試紙就會變色，紅色的石蕊試紙會變成藍色，而黃色的pH試紙變亦會成藍色。
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7 d+ T( `0 a1 s5 Y7 y2 C3.         檢查及確認電路和測溫儀表、氨分解率測定儀、流量計和壓力計等各種相關儀表是否正常運作。
(三)        升溫
        首先向爐罐內通入氨氣，將爐內空氣驅除，然後使爐子緩慢升溫，並逐漸增加氨氣流量。
(四)        保溫
7 M9 i- h! ^9 s; B% O1.        保溫階段，可依工件對尺寸精度、表面硬度、氮化深度以及製程時間等因素而有三種選擇：
0 i' o. U9 n( g2 A% S: ]+ ?(1)        一段氮化  
又稱為等溫氮化，其氮化溫度在整個處理過程中不變化，早期此法應用最為廣泛，其一般的氮化溫度是480～530℃，保溫時間一般60～70小時，有時可放寬到50～100小時，主要視氮化深度的要求而定。
6 Y# B8 ?3 }  @" U+ B) H: f        通常而言經一段氮化處理後，工件的表面硬度約為HV950～1200，其主要的特點為氮化深度較淺，工件變形小，但氮化速度慢，處理時間長，較適於尺寸精度要求高的工件之處理。
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, O2 J+ U# }8 G! u" W5 e6 l(2)        兩段氮化  
為了加快氮化速度，及獲得更深的氮化深度，可採用本方法，先在510℃保溫，再升高到530～540℃保溫，兩段的保溫時間可以相同也可以後段略長。


        本方法所獲得的工件表面硬度較一段氮化法所得者低HV30～50，但保溫時間則比一段氮化縮短了1/3左右，適用於要求較深的氮化深度及批量較大的工件。
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(3)        三段氮化  
本方法係在510℃保溫後升高到550～560℃保溫，再降溫到520～530℃保溫；保溫時間大約各佔1/2。本方法所獲得的工件表面硬度與兩段氮化相似，氮化速度快，但由於處理溫度略高，所以工件變形略大，較適合於對尺吋精度要求不高的工件之

        以上三種方法，在保溫結束後都應進行退氮處理，以降低氮化層脆性，一般係將排氣閥關小或關閉，並將進氣閥關小，以減少進氨量，使爐內氨分解率高達85％以上。在滲氮溫度保持2～4小時，如此可減少工件表面氮濃度而減少氮化層脆性。
) H+ X/ X: ^  d6 Z2 k0 H        每30～60分鐘應測定並記錄氨分解率一次，並且記錄是否有其它異常情況發生。
(五)        出爐
1.        氮化處理完畢後，將工件留在爐內緩冷至200℃以下出爐，在此之前，爐內應保持正壓，以防止空氣洩入；也可將爐罐吊至爐外，加速冷卻，但罐內仍應保持正壓，以免工件表面因氧化而成藍色。
: x" a. t6 t9 C% w& `" S2.        將夾具平穩地吊出爐罐並避免碰撞工件，以免造成脆的氮化層剝落或工件損傷。
+ H0 W! X, l* x- R# ~( Q: C+ k: d3.        出爐後即可小心的將工件及隨爐試片取下。
7 W( X: y+ z( F* U) ~3 C(六)        異常處理
5 W+ h: p" B8 }* F4 X/ `+ w        氮化處理過程中如發生停電等異常事故，仍應繼續不斷地向爐罐正常通入氨器，不可停止，待繼續供電後，再升溫至氮化及溫度，並適當延長保溫時間以確保證氮化及件之品質。


& S* g1 k3 A: F- F  @氣體軟氮化的操作
　　氣體軟氮化可在氣體滲氮爐內進行，滲劑可以根據不同的材料和性能要求選用不同配比滴入滲氮爐中，並可隨時改變其滴量，以達到靈活調整爐氣成分和活性的目的。
: ^/ y# i. l0 f　一、        常用氣體軟氮化滲劑有：
' l$ _$ l% z6 t3 G(一)        氨氣 (50%) ＋醇類 （甲醇或乙醇）(50%)
(二)        氨氣 (50%)＋吸熱式氣體 (50%)
(三)        尿素 (100%) 熱分解
(四)        含氮碳有機液體熱分解