表面氮化熱處理加工是一種通過在金屬表面形成氮化層來提高金屬材料性能的工藝。
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表面氮化熱處理是將金屬工件置于含有活性氮原子的氣氛中，在一定溫度下進(jìn)行加熱，使氮原子滲入金屬表面，形成氮化層，氮化層的形成主要是通過以下幾個過程：
分解反應(yīng)：在加熱過程中，氮化介質(zhì)（如氨氣）分解產(chǎn)生活性氮原子。例如，氨氣在一定溫度下分解為氮氣和氫氣，同時釋放出活性氮原子。
吸收過程：活性氮原子被金屬表面吸收，并向金屬內(nèi)部擴散，氮原子在金屬中的擴散速度取決于溫度、時間和金屬的化學(xué)成分等因素。
反應(yīng)過程：氮原子與金屬中的元素發(fā)生反應(yīng)，形成各種氮化物，這些氮化物的形成可以提高金屬表面的硬度、耐磨性、耐腐蝕性和疲勞強度等性能。
下面給大家講一講表面氮化熱處理加工工藝方法有哪些方面？
1、氣體氮化
氣體氮化是最常用的氮化方法之一。它是將工件放入密封的氮化爐中，通入氨氣等氮化介質(zhì)，在一定溫度和時間下進(jìn)行氮化處理，氣體氮化的優(yōu)點是設(shè)備簡單、操作方便、氮化層質(zhì)量穩(wěn)定。缺點是氮化速度相對較慢，需要較長的處理時間。
例如，在進(jìn)行氣體氮化時，首先將工件清洗干凈，去除表面的油污和雜質(zhì)，然后將工件放入氮化爐中，升溫至氮化溫度，通入氨氣進(jìn)行氮化處理。根據(jù)工件的材料和要求，氮化時間一般為幾小時到幾十小時不等，氮化結(jié)束后，關(guān)閉氨氣，冷卻至室溫，取出工件。
2、離子氮化
離子氮化是利用輝光放電原理，將工件置于真空爐中，通入氮氣等氣體，在電場作用下，使氮離子轟擊工件表面，實現(xiàn)氮化處理，離子氮化的優(yōu)點是氮化速度快、溫度低、變形小、氮化層質(zhì)量高。缺點是設(shè)備復(fù)雜、成本較高。
例如，在進(jìn)行離子氮化時，首先將工件清洗干凈，裝入真空爐中，抽真空至一定程度后，通入氮氣等氣體，施加高電壓，使?fàn)t內(nèi)產(chǎn)生輝光放電，氮離子在電場作用下加速轟擊工件表面，實現(xiàn)氮化處理，離子氮化的溫度一般在 300-500℃之間，處理時間較短，通常為幾小時。
3、液體氮化
液體氮化是將工件浸入含有氮化劑的鹽浴中，在一定溫度下進(jìn)行氮化處理，液體氮化的優(yōu)點是氮化速度快、設(shè)備簡單、成本低。缺點是鹽浴中含有有害物質(zhì)，對環(huán)境有一定污染。
例如，在進(jìn)行液體氮化時，將工件清洗干凈后，放入鹽浴中加熱至氮化溫度，鹽浴中的氮化劑在高溫下分解產(chǎn)生活性氮原子，滲入工件表面形成氮化層。液體氮化的溫度一般在 500-600℃之間，處理時間較短，通常為幾十分鐘到幾小時。
