軟氮化和氮化的區(qū)別是什么？
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- 定義與原理方面
- 軟氮化是一種在含有活性氮、碳原子的介質(zhì)中，將氮、碳原子同時(shí)滲入工件表面的化學(xué)熱處理工藝。處理溫度一般在 520 - 590℃。除了氮原子的滲入外，還有碳原子的參與。常用的介質(zhì)有尿素、甲酰胺等有機(jī)化合物，以尿素為例，它在加熱時(shí)會(huì)發(fā)生分解，產(chǎn)生的氮原子和一氧化碳（后續(xù)還能分解出碳原子）同時(shí)向工件表面擴(kuò)散。
- 比如在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸軟氮化處理中，通過尿素分解產(chǎn)生的氮、碳原子同時(shí)滲入曲軸表面，在提高硬度的同時(shí)，還改善了曲軸的韌性。
- 氮化是指使氮原子滲入金屬表面，形成富氮硬化層的化學(xué)熱處理工藝。通常是在低于鐵的臨界溫度（一般為 500 - 590℃）下，將工件置于含氮介質(zhì)（如氨氣）中，氨氣在加熱時(shí)分解出活性氮原子，氮原子被金屬表面吸附后向內(nèi)部擴(kuò)散，形成氮化層。這個(gè)過程主要是氮原子的擴(kuò)散過程。
- 例如，在對(duì)一些高精度的機(jī)床絲杠進(jìn)行氮化處理時(shí)，利用氨氣分解產(chǎn)生的氮原子，使其滲入絲杠表面，形成氮化層，提高絲杠的硬度和耐磨性。
- 滲層成分與性能方面
- 氮化：可以獲得較高的硬度，例如氣體氮化后的硬度可達(dá) HV900 - 1200 左右，能夠有效抵抗磨損，適用于對(duì)硬度要求極高的場合，如一些高負(fù)荷的刀具。
- 軟氮化：硬度稍低，一般 HV500 - 800 左右，但軟氮化后的表面硬度分布更平緩，從表面到心部的硬度梯度較小，有利于抵抗表面疲勞和剝落。
- 氮化：由于其主要是氮化物組成的硬化層，相對(duì)較脆。在承受較大沖擊載荷時(shí)，氮化層可能會(huì)出現(xiàn)裂紋甚至剝落。
- 軟氮化：因?yàn)橛刑蓟锏拇嬖?，化合物層韌性較好，在有一定沖擊和交變載荷的情況下，軟氮化層能保持較好的完整性，如在一些受振動(dòng)的機(jī)械零件上，軟氮化后的抗剝落能力更強(qiáng)。
- 氮化：有一定的抗蝕性，氮化層可以在表面形成一層致密的保護(hù)膜，防止金屬基體被腐蝕，但抗蝕性相對(duì)軟氮化稍弱。
- 軟氮化：由于其滲層是氮碳化合物，結(jié)構(gòu)更加致密，抗蝕性更好。例如在一些潮濕和有腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中，軟氮化后的零件能更好地抵抗腐蝕。
- 氮化：主要形成氮化物，如鋼鐵氮化時(shí)形成的氮化鐵（）等。其氮化層的成分以氮化物為主，硬度較高，脆性相對(duì)較大。
- 軟氮化：形成的滲層是氮化物和碳化物的復(fù)合層。由于有碳的加入，化合物層韌性更好，而且軟氮化形成的化合物層相對(duì)較薄，一般在幾個(gè)微米到二十幾個(gè)微米之間。
- 工藝參數(shù)與應(yīng)用方面
- 常用于對(duì)硬度和耐磨性要求極高的精密零件，如高精度的機(jī)床導(dǎo)軌、鏜桿等。這些零件在工作過程中需要高精度的尺寸穩(wěn)定性和高硬度的表面來抵抗磨損。
- 軟氮化：
- 廣泛應(yīng)用于既需要一定硬度和耐磨性，又要兼顧韌性和抗蝕性的零件。比如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的一些零部件（如氣門、曲軸等）、模具（如塑料模具、壓鑄模具）等，軟氮化可以提高這些零件的綜合性能，延長使用壽命。
- 溫度范圍一般在 500 - 590℃，處理時(shí)間較長，根據(jù)工件的材質(zhì)和要求不同，可能需要幾十小時(shí)。例如，深層氮化處理可能需要 50 - 100 小時(shí)，以保證足夠的氮原子擴(kuò)散深度。
- 氮化的氣體介質(zhì)主要是氨氣，對(duì)設(shè)備的密封性要求較高，因?yàn)榘睔庥幸欢ǖ亩拘?，需要保證處理過程中氨氣的有效利用和尾氣處理。
- 軟氮化：
- 溫度通常在 520 - 590℃，處理時(shí)間相對(duì)較短，一般為 2 - 6 小時(shí)。這是因?yàn)檐浀^程中，氮、碳原子的活性較高，擴(kuò)散速度相對(duì)較快。
- 軟氮化可以使用多種介質(zhì)，如氣體（氨氣和滲碳?xì)怏w的混合氣）、液體（含有氮、碳的鹽?。┖凸腆w（如尿素等），工藝靈活性較大。
