ntentLabel class=NewsContent>1．離子滲氮

離子滲氮是目前工業(yè)上應用最廣、最成熟的離子熱處理工藝，其最大特點是：①滲層組織和相組成可以控制，通過調(diào)整工藝參數(shù)，可獲得純擴散層、單相化合物層等；②滲速較快，滲層脆性小、質(zhì)量好；③可進行低溫（400～500℃）離子滲氮，以及對奧氏體不銹鋼無需預處理便可進行離子滲氮。目前，離于滲氮的技術關鍵是如何根據(jù)其特點，結(jié)合工件服役條件，合理選取工藝參數(shù)。（溫度、電壓、爐壓、時間及工作氣體），獲得所需的最佳滲層，以期充分提高離子滲氮效能與成本之比。例如，精密零件，要求尺寸變形小，表面硬度高，同時要求耐磨、耐蝕的奧氏體不銹鋼，則宜選低溫離子滲氮。

目前該工藝的進展，主要是擴大應用范圍，如工具、模具，鈦合金和鋁合金以及不銹鋼的離子滲氮工藝的開發(fā)。

奧氏體不銹鋼離子滲氮，可有效地提高其耐磨性能，但耐蝕性卻下降。自80年代中期以來，不銹鋼離子滲氮有了重大進展。奧氏體不銹鋼離子滲氮，可獲得不同的相組成。溫度超過500℃，可形成由γ´、ε、CrN、γ和α相組成的復合滲層，硬度高（1400HV），層厚大于200μm，從而明顯改善其耐磨、抗膠合性能，但由于滲層中有Cr的氮化物析出，導致基體中Cr的減少，使其耐蝕性變壞。試驗發(fā)現(xiàn)，奧氏體不銹鋼的滲層硬度、耐磨性和抗腐蝕性能隨滲氮溫度降低而增高。不同溫度離子滲氮后的陽極極化曲線（NaCI的質(zhì)量分數(shù)為3％），如圖1所示，經(jīng)500℃×10h滲氮，即能提高腐蝕電位，而450℃滲氛時，Cr的氮化物析出被抑制，而形成含有無特征的“S-相”單相層，比未處理的不銹鋼有更寬的純化電位，具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，而且硬度高（約1600HV），可獲得同時改善耐磨和耐蝕的滲氮層，該工藝已在歐洲獲得了工業(yè)應用。
　

2．離子N-C共滲
離子N-C共滲是從鹽浴和氣體N-C共滲發(fā)展起來的，其操作方法與離子滲氮基本相同，但工作氣體成分不同，且冷卻方式除在真空條件下緩慢冷卻外，還可進行油淬或高壓氣淬。

工藝參數(shù)為溫度560～600℃，時間1～4h。工作介質(zhì)可用NH3＋C3H3、 NH3＋CH4、 NH3＋C3H5OH（酒精）和NH3＋CH3OHCOOH3；（丙酮）等。

離子N-C共滲時間短，效益高，可獲得以ε單相或ε相為主的具有優(yōu)良耐磨、抗膠合的化合物層，除適用于合金結(jié)構(gòu)鋼外，特別適宜于碳素鋼和球墨鑄鐵及合金鑄鐵制件的處理。

離子N-C共滲的技術關鍵是化合物層中的ε相和Fe3C的控制。當化合物層中出現(xiàn)少量Fe3C時，化合物層最厚，耐磨性高，韌性好。但形成一定數(shù)量的Fe3C時，化合物層厚度明顯下降，脆性增加，因此，應力求獲得單一ε租或ε相為主的化合物層。