為了縮短氮化周期,并使氮化工藝不受鋼種的限制,近年來在原氮化工藝基礎上發(fā)展了軟氮化和離子氮化兩種新氮化工藝。軟氮化實質上是以滲氮為主的低溫氮碳共滲,鋼的氮原子滲入的同時,還有少量的碳原子滲入,處理的結果與一般氣體氮化相比,滲層硬度較氮化低,脆性較小,故稱為軟氮化。

軟氮化方法有:氣體軟氮化、液體軟氮化及固體軟氮化3大類。國內生產中應用最廣泛的是氣體軟氮化。氣體軟氮化是在含有活性氮、碳原子的氣氛中進行低溫氮、碳共滲,常用的共滲介質有尿素、甲酰胺、氨氣和三乙醇胺,它們在軟氮化溫度下發(fā)生熱分解反應,產生活性氮、碳原子。 活性氮、碳原子被工件表面吸收,通過擴散滲入工件表層,從而獲得以氮為主的氮碳共滲層。氣體軟氮化溫度常在560~570 ℃,因為該溫度下氮化層硬度值最高。氮化時間常為2~3 h,因為超過3 h,隨時間延長,氮化層深度增加很慢。軟氮化層組織:鋼經軟氮化后,表面最外層可獲得幾微米至幾十微米的白亮層,由 ε相、γ`相和含氮的滲碳體Fe3( C, N)所組成,次層為擴散層,主要由 γ`相和 ε相組成。軟氮化具有以下特點:

( 1)處理溫度低,時間短,工件變形小;

( 2)不受鋼種限制,碳鋼、低合金鋼、工模具鋼、不銹鋼、鑄鐵及鐵基粉未冶金材料均可進行處理;

( 3)工件經軟氮化后的表面硬度與氮化工藝及材料有關;

( 4)能顯著地提高工件的疲勞強度、耐磨性和耐腐蝕性,在干摩擦條件下還具有抗擦傷和抗咬合等性能;

( 5)由于不存在脆性 ξ相,故氮化層硬而具有一定的韌性,不容易剝落。

軟氮化巳廣泛應用于模具、量具、刀具(如:高速鋼刀具)等、曲軸、齒輪、氣缸套、機械結構件等耐磨工件的處理。