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氧化渗氮工艺规范和渗氮效果1

　　目前，渗氮的方法较多，如气体渗氮、离子渗氮、高频渗氮、盐浴渗氮、固体渗氮、真空脉冲渗氮等。其中，气体渗氮和离子渗氮是
较常用的渗氮方法。
    1．气体渗氮
　　气体渗氮就是将工件放入密闭的加热炉内，通入一定压力的含氮气体（如氨气等），保持一定时间，从而完成渗氮的工艺方法。
　　气体渗氮温度一般在480～570℃之间。渗氮温度越高。扩散速度越快，渗层越深。但渗氮温度超过550℃时，合金氮化物发生集聚长大而使渗层硬度下降。一般情况下，不锈钢渗氮温度都不太高。
　　保温时间主要决定于渗氮深度。保温时间越长，渗氮层深度越厚。但保温时间太长，会因合金氮化物集聚长大而使硬度有下降的趋势。
　　氨的分解率对渗氮层的硬度及性质有明显的影响。氨的分解率与温度、压力、氨气输入速度等条件有关，太高的分解率，不能被工件吸收的分解物会以N2和H2形式存在，有碍于渗氮效果，随着氨分解率的降低，工件吸收的氮量逐渐增加到最大值，直至氨分解率降到5%～10%时，分解物氮原子已满足不了工件吸收，工件吸收的氮量呈下降趋势，渗氮硬度降低，也达不到好的渗氮效果。所以，在实际的渗氮温度、压力条件下，氨的分解率一般控制在15%～45%。不锈钢中合金元素含量高，阻碍氮的吸收和扩散，所以，不锈钢渗氮时的温度应偏高，氨的分解率也相应提高。
　　气体渗氮根据要求的不同，有一段渗氮，二段渗氮，三段渗氮等方法。
　　一段渗氮是在同一温度条件下（一般在480～530℃之间）保持较长时间，在保温时间内，依据渗氮温度适当控制氨的分解率，完成渗氮过程。
　　二段渗氮是全部渗氮过程分两个阶段完成。第一个阶段的渗氮温度和氨分解率相似于一段渗氮工艺，目的是在工件表面形成高弥散度的氮化物。第二阶段的渗氮温度高于第一阶段的渗氮温度（一般在550～600℃）。氨的分解率也高于第一段渗氮时的分解率，目的是促进氮在钢中的扩散，增加渗氮层深度，保证自表面向内层的氮浓度和硬度变化趋于和缓。因第二阶段渗氮温度稍高，所以，最终表面硬度低于一段渗氮的硬度。
　　三段渗氮是在二段渗氮后，再加一段520℃左右保温渗氮的过程，目的是提高表面硬度。
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