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：

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设备方面：如系统漏气造成氧化；

6 N2 B2 \- l& u5 J2 p3 h" I
材料：如材料选择欠佳；

2 M- H) K3 B9 u) ~: e  z
& c: H' S$ Y: _8 I& y! w前期热处理：如基体硬度太低，表面脱碳严重等；

4 r$ L2 [7 ?: ?* D; Z
预先处理：如进炉前的清洁方式及清洁度。


& y# {+ o7 e9 ^5 t2 D9 `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。
4 ~: o% q7 j! l4 J) D0 K; Z

: H( ^+ W* v# e2 t* ~1 e4 z所以具体情况要具体分析，找准原因，解决问题。
二、硬度和渗层不均匀
　　装炉方式不当；
1 N/ B: m( \% p( y" R( H! F' S
& Y; ?. x, R, Q( A
( r2 d4 f$ S6 }  T气压调节不当；

, N; x, U+ i$ a' t$ \( F# R3 j
温度不均；


炉内气流不合理。


三、变形过大
- w, ]0 B1 U5 F5 g, I/ ^　　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：
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渗氮（软氮化）前应进行稳定化处理；


; |  ?, }* o- o0 |* i渗氮（软氮化）过程中的升、降温速度应缓慢；

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2 g# ]# Z$ C  U( F0 [6 Q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 F7 q% w( g$ }1 g0 f7 F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。　　　　　


1 H7 r0 V8 j% H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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gss2001

分析的挺全面！！！！

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氮化及軟氮化件的加工程序
　　氮化及軟氮化件的一般加工程序包括下列各項：
. P, `- @  e& C. f　一、        原材料準備
　二、        預備熱處理
& Q7 t  Q/ x1 R　三、        機械加工
　四、        氮化及軟氮化前準備
( B0 j0 t  X5 h( v# u8 P8 k& a, r3 i　五、        氮化及軟氮化處理
" ^% }% z; Q. d& H0 t/ ?9 A
　　各項程序的主要工作內容及要求為：
+ Z, b$ N5 p& p: @
程序        項目        目的和要求
' ^& K, E8 u  l, n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
# D& a+ E: m9 |; I% m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
7 v- `& t6 N  \) T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
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
3 }+ T2 W+ z! H" N, w3 _, [氣體氮化及氣體軟氮化的操作
% \8 O/ A" H  t0 {$ f　一、        氣體氮化的操作
& _) e9 K6 Q6 r1 b8 V3 X- {        氣體氮化可分為下列幾個階段：
(一)        準備工件
9 y. p1 Y" ^8 ]" q(二)        裝爐
(三)        升溫
(四)        保溫
: e6 y) i! U% B# I3 W$ j  P9 J/ x(五)        出爐
! N: v0 |4 a; s; j(六)        異常處理
- U3 Z! `6 Y$ O7 t, N2 s
5 ^4 Y/ x* b9 L3 n& c1 O" _: W% l        各階段的操作要點為：
(一)        準備工件
, T/ m! D& l- d: s1 C/ B" b1.        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。
; |# W% U; E1 S! \$ ]* Z* B3.        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。
2 x3 \* \6 N* N9 t$ I# [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。
7 S  P* d' z7 k  ]) r(二)        裝爐
" K! f. d+ v- w  z1.        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。
2.        檢查氨氣管道是否暢通，以及有無洩漏
8 Z7 u0 d9 Z1 ~: Y; W        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：
" r$ g/ A& l" F4 D3 m* ~(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。
; N1 z: M+ `! I" l9 ~(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。

3.         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。
! L' c% O' j+ F(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
* c# W5 J4 z# J. W6 d' N. S+ {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  
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。
        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。


(2)        兩段氮化  
) o- N8 N( u. I: a+ H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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        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。

(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
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        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。
9 X, ^' o5 M3 X1 e9 U        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。
6 e7 R- q7 o, [' c8 Y(五)        出爐
0 I& d. X: R8 _( l) s/ k5 X0 s1.        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。
9 @' A) z: j5 w2 ~/ M2 s3.        出爐後即可小心的將工件及隨爐試片取下。
# K, }+ t+ ^; b3 W, L+ g  Y(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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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。
% U/ l" y' ^: w; Y/ b: e* C8 y　一、        常用氣體軟氮化滲劑有：
+ C6 K+ s8 ]. S! N(一)        氨氣 (50%) ＋醇類 （甲醇或乙醇）(50%)
(二)        氨氣 (50%)＋吸熱式氣體 (50%)
4 ?9 z9 W6 w" W: z(三)        尿素 (100%) 熱分解
8 P! Y0 _, z7 v) q3 i' {* Y(四)        含氮碳有機液體熱分解