如果用碳鋼進(jìn)行滲氮,形成Fe 4N和Fe 2N較不穩(wěn)定。溫度稍高,就容易聚集粗化,表面不可能得到更高的硬度,并且其心部也不能具有更高的強度和韌性.

為了在表面得到高硬度和高耐磨性,同時獲得強而韌的心部組織,必須向鋼中加入一方面能與氮形成穩(wěn)定氮化物,另外還能強化心部的合金元素.如Al、Ti、V、W、Mo、Cr等,均能和氮形成穩(wěn)定的化合物.其中Cr、W、Mo、V還可以改善鋼的組織,提高鋼的強度和韌性.

當(dāng)前專門用于滲氮的鋼種是38CrMoAlA,其中鋁與氮有極大的親和力,是形成氮化物提高滲氮層強度的主要合金元素.AlN很穩(wěn)定,到約1000C的溫度在鋼中不發(fā)生溶解.由于鋁的作用使鋼具有良好的滲氮性能,此鋼經(jīng)過滲氮表面硬度高達(dá)1100--1200HV(相當(dāng)67--72HRC).38CrMoAlA鋼脫碳傾向嚴(yán)重,各道工序必須留有較大的加工余量.

(1)滲氮前的預(yù)備熱處理調(diào)質(zhì)--滲氮工件在滲氮前應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理,以獲得回火索氏體組織.調(diào)質(zhì)處理回火溫度一般高于滲氮溫度.

(2)滲氮前的預(yù)備熱處理去應(yīng)力處理--滲氮前應(yīng)盡量消除機械加工過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力以穩(wěn)定零件尺寸.消除應(yīng)力的溫度均應(yīng)低于回火溫度,保溫時間比回火時間要長些,再緩慢冷卻到室溫.斷面尺寸較大的零件不宜用正火.工模具鋼必須采用淬火回火,不得用退火.

(3)滲氮零件的表面粗糙度Ra應(yīng)小于1.6um,表面不得有拉毛、碰傷及生銹等缺陷.不能及 時處理的零件須涂油保護(hù),以免生銹.吊裝入爐時再用清潔擦凈以保證清潔度.

(4)含有尖角和銳邊的工件,不宜進(jìn)行氮化處理.

(5)局部不氮化部位的保護(hù),不宜用留加工余量的方法.

(6)表面未經(jīng)磨削處理的工件,不得進(jìn)行氮化.

超深冷科技:當(dāng)金屬在熱處理加硬至冷卻過程中, 其中的合金與碳產(chǎn)生溶解并結(jié)合及擴(kuò)散形成奧氏體( Austenite ), 在冷卻過程時, 由于低溫產(chǎn)生壓制而形成馬氏體( Martensite ), 而由于馬氏體的終轉(zhuǎn)變點 ( Mf ) 非常低, 例如: W18Cr4V ( 高速工具鋼 ) 的 Mf 點為超過 -190°C, 因此淬火冷卻到室溫會殘留大量奧氏體, 因而降低金屬的硬度、耐磨性和使用壽命, 同時因為奧氏體的不穩(wěn)定易發(fā)生組織轉(zhuǎn)變而導(dǎo)致的體積變化，造成金屬碎裂, 再者, 還有許多物理性能特別是熱性能和磁性下降。碳氮共滲層比滲碳層有更高的硬度、耐磨性、抗蝕性、彎曲強度和接觸疲勞強度。