渗氮（软氮化）的常见缺陷

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一、硬度偏低
　　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：


设备方面：如系统漏气造成氧化；


材料：如材料选择欠佳；
; A) U+ k% b: Q4 _0 Q$ R3 p+ F
7 Z. v8 h3 A  ^5 @
5 x( C" p" |8 ^1 d( H前期热处理：如基体硬度太低，表面脱碳严重等；
6 }  e7 ~7 C. n# t. U3 H

预先处理：如进炉前的清洁方式及清洁度。
! @4 g$ O/ i6 X4 d1 a, x9 T
: U7 j" ]* Q# ?8 E1 J" g% N
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。


( b- u+ O. o( a! @$ r/ P( T- k所以具体情况要具体分析，找准原因，解决问题。
/ h# O; `  M( {5 T二、硬度和渗层不均匀
　　装炉方式不当；
" E, v$ a) @, A+ v
: @/ ]( R! [$ r, m! x2 q# I
气压调节不当；

7 \2 U; {) H' s! {. M# V
2 c1 J. {9 j  a$ C温度不均；

; C3 W+ r' _" X/ Z) ^+ q$ T
4 e7 K4 N% _" G+ R6 F炉内气流不合理。
' W) o1 o# u* @- Q6 e

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：
+ P1 p# e  Q5 q# X* M
$ Z1 l* J) u$ B# e9 i- t. g
渗氮（软氮化）前应进行稳定化处理；
6 q( C# C* Z2 W( u; Q/ ?

渗氮（软氮化）过程中的升、降温速度应缓慢；
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0 P7 ]: p! N& L* L; `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。
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。　　　　　


; B! q/ Z6 I. f* E/ |4 Y五、脉状氮化物
　　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
+ F9 h& N. o$ N, B8 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
5 u8 Y, I+ t9 H5 T' U  |1 M　二、        預備熱處理
　三、        機械加工
　四、        氮化及軟氮化前準備
# @3 x5 I% b) w- ]/ u, {　五、        氮化及軟氮化處理

　　各項程序的主要工作內容及要求為：

程序        項目        目的和要求
- J  }) t8 d5 U6 R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
6 l2 }: B( Y5 J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
( [' z3 {3 |6 W% y, [$ G# M& x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
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
( T5 y, Z3 g; i  y5 ^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
氣體氮化及氣體軟氮化的操作
　一、        氣體氮化的操作
+ N& b" S5 ^6 K: L1 G+ X9 G" N% m0 B        氣體氮化可分為下列幾個階段：
7 E" ?8 k1 n2 _% |(一)        準備工件
(二)        裝爐
(三)        升溫
: F2 n4 X; r, `% {6 A, j9 n(四)        保溫
(五)        出爐
9 \4 |5 F! X7 R& g9 a* ]1 S(六)        異常處理
) z! }8 n! q: p/ k( u8 ~$ e
        各階段的操作要點為：
(一)        準備工件
# S; O5 k2 o2 f* k+ E+ Q1.        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。
2.        隨爐試片應放在能反映及代表工件氮化品質的位置上。
) V) O" Z( ]- {) G6 m3.        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。
4.        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。
(二)        裝爐
1.        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。
! }; s: P3 P5 k4 ^  C5 B4 t2.        檢查氨氣管道是否暢通，以及有無洩漏
, f9 U, Z) w* t5 r# |3 I        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：
3 ^( G! n5 n0 H& Z% X(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。
(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。

$ T( E: C$ L- u" m& s) p3.         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
1 Y$ A, S* ]: m% B( @        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
1.        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：
(1)        一段氮化  
% ~* {6 J% l  Z$ W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。
2 J8 ~0 G5 u7 g" Z7 m3 u( B2 ~        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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; S9 o0 l) s4 Z- N7 r9 R6 |(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。
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4 V8 W4 }# G* N6 a: h- p        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。

/ M/ ^; g- Q- `' D(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
3 |4 ?. X4 P5 V1 z; ^
        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。
        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。
- H+ j; L( d$ l! [$ {" d(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。
2.        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。
3.        出爐後即可小心的將工件及隨爐試片取下。
(六)        異常處理
        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。
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* }: z  V) @' o8 ^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。
　一、        常用氣體軟氮化滲劑有：
(一)        氨氣 (50%) ＋醇類 （甲醇或乙醇）(50%)
, {; R% u4 [2 n. f0 m(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