工藝參數(shù)控制

• 溫度
• 一般來說，溫度升高，原子擴(kuò)散速度加快，化合物層生長速度也會加快，厚度會增加。比如在氣體軟氮化中，550℃ - 570℃時，隨著溫度每升高 10℃，化合物層厚度可能會增加 20% - 30%。但溫度過高可能會導(dǎo)致化合物層組織粗大，影響性能，還可能出現(xiàn)疏松等缺陷。
• 不同材料的軟氮化溫度也有所差異，如碳鋼和低合金鋼一般在 560℃ - 580℃，而不銹鋼可能需要在 580℃ - 620℃。
• 時間
• 延長軟氮化時間，化合物層厚度會不斷增加，但增長速率會逐漸減緩。通常在開始的 2 - 4 小時內(nèi)，化合物層厚度增長較快，之后隨著時間延長，厚度增長變緩。一般氣體軟氮化時間在 3 - 8 小時，可根據(jù)所需厚度合理選擇時間。
• 時間過長可能使化合物層過厚，容易出現(xiàn)剝落等問題，而且生產(chǎn)效率降低、成本增加。
• 氣體流量與成分
• 在氣體軟氮化中，氨氣流量對化合物層影響較大。氨氣流量增加，提供的活性氮原子增多，有利于化合物層增厚。一般來說，氨氣流量提高 20% - 30%，化合物層厚度可能會增加 15% - 25%。
• 向氣體中添加適量的二氧化碳、丙烷等氣體，可以調(diào)節(jié)碳氮比，從而影響化合物層的組織。例如，適量增加丙烷含量，可提高化合物層中碳氮化物的含量，使組織更加致密。
• 壓力
• 適當(dāng)提高軟氮化過程中的壓力，有助于活性原子向金屬表面的吸附和擴(kuò)散，從而增加化合物層厚度。但壓力過高可能會導(dǎo)致設(shè)備要求提高、生產(chǎn)成本增加，還可能對化合物層的組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響，如出現(xiàn)應(yīng)力集中等問題。

材料選擇與預(yù)處理

• 材料成分
• 材料中的合金元素對化合物層有重要影響。例如，鉻、鉬、釩等元素能提高氮的溶解度和擴(kuò)散激活能，促進(jìn)氮化物的形成，使化合物層更厚、更致密。含鉻量較高的不銹鋼在軟氮化后，化合物層中鉻的氮化物含量較高，硬度和耐腐蝕性都較好。
• 碳含量也會影響化合物層，碳含量較高時，有利于形成碳氮化物，可使化合物層厚度增加，但過高的碳含量可能會導(dǎo)致化合物層出現(xiàn)不均勻等問題。
• 預(yù)處理
• 零件在軟氮化前的表面狀態(tài)對化合物層有影響。進(jìn)行良好的脫脂、除銹處理，能使活性原子更好地與金屬表面接觸，有利于化合物層的均勻生長。
• 預(yù)先進(jìn)行的熱處理工藝，如淬火、回火等，會影響材料的原始組織和晶粒大小，進(jìn)而影響軟氮化過程中化合物層的形成。例如，經(jīng)過正火處理的材料，晶粒均勻細(xì)小，軟氮化后化合物層厚度更均勻，組織也更細(xì)密。

冷卻與后處理

• 冷卻方式
• 冷卻速度會影響化合物層的組織和性能?？焖倮鋮s可能會在化合物層中產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，甚至導(dǎo)致化合物層開裂；而緩慢冷卻則可能使化合物層中的氮化物長大、粗化。一般采用隨爐冷卻或在保護(hù)氣氛中緩慢冷卻，可獲得較好的化合物層組織。
• 后處理
• 軟氮化后的零件進(jìn)行適當(dāng)?shù)难心?、拋光等機(jī)械加工，可以去除化合物層表面的疏松層，使化合物層表面更加光滑，提高零件的耐磨性和抗腐蝕性。
• 進(jìn)行回火處理可以消除軟氮化過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定化合物層的組織，提高零件的尺寸穩(wěn)定性和綜合性能。