主要工藝

• 低溫滲氮
• 原理：在低于 500℃的溫度下，利用含氮介質(zhì)（如氨氣、尿素等）在一定的壓力和催化劑作用下分解出活性氮原子，氮原子滲入金屬表面，與金屬形成氮化物層。
• 特點(diǎn)：可在不顯著降低材料韌性的前提下，提高金屬表面的硬度、耐磨性、抗腐蝕性和抗疲勞性能。處理后的零件變形小，能保持較高的尺寸精度，適用于各種鋼鐵材料及部分有色金屬。
• 應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、汽車、航空航天等領(lǐng)域，如發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、齒輪、模具等零件的表面處理，可有效提高其使用壽命和可靠性。
• 碳氮共滲
• 原理：將碳、氮原子同時(shí)滲入金屬表面的化學(xué)熱處理工藝。在低溫條件下，通常采用含有碳、氮元素的有機(jī)化合物（如甲酰胺、三乙醇胺等）作為共滲介質(zhì)，這些介質(zhì)在加熱分解過程中產(chǎn)生活性碳原子和氮原子，同時(shí)向金屬表面擴(kuò)散并滲入。
• 特點(diǎn)：碳氮共滲結(jié)合了滲碳和滲氮的優(yōu)點(diǎn)，能使金屬表面獲得更高的硬度、耐磨性和抗咬合性，同時(shí)還具有較好的抗腐蝕性。與高溫碳氮共滲相比，低溫碳氮共滲的處理溫度低，工件變形小，滲層組織更加細(xì)密。
• 應(yīng)用：常用于處理各種承受摩擦、磨損和一定載荷的零件，如機(jī)床齒輪、軸類、鏈條等，能顯著提高零件的使用壽命和工作性能。
• 硫氮共滲
• 原理：利用含硫、氮的介質(zhì)（如硫化物與氨氣的混合氣體等）在低溫下分解出活性硫原子和氮原子，使其同時(shí)滲入金屬表面。硫原子滲入后可在金屬表面形成一層硫化物層，而氮原子則與金屬形成氮化物。
• 特點(diǎn)：可降低金屬表面的摩擦系數(shù)，提高其減摩、抗咬合和抗磨損性能，同時(shí)氮化物層還能提高表面硬度和抗腐蝕性。
• 應(yīng)用：常用于各種需要降低摩擦、提高耐磨性的零件，如發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)、滑動(dòng)軸承、刀具等。

工藝參數(shù)的影響

• 溫度：是影響低溫化學(xué)熱處理的關(guān)鍵因素。溫度升高，原子擴(kuò)散速度加快，滲層厚度增加，但溫度過高可能導(dǎo)致滲層組織粗大，降低零件性能；溫度過低，原子擴(kuò)散困難，滲層薄且不均勻。
• 時(shí)間：處理時(shí)間與滲層厚度密切相關(guān)。在一定范圍內(nèi)，隨著時(shí)間延長，滲層厚度增加，但達(dá)到一定時(shí)間后，滲層增長速度逐漸減緩。過長的處理時(shí)間不僅會(huì)增加生產(chǎn)成本，還可能導(dǎo)致滲層出現(xiàn)過厚、疏松等缺陷。
• 介質(zhì)成分：介質(zhì)中活性元素的含量和比例對滲層質(zhì)量有重要影響。例如在低溫滲氮中，氨氣的分解率和濃度會(huì)影響氮原子的供給量，從而影響滲氮層的厚度和性能。

與其他熱處理的比較

• 與高溫化學(xué)熱處理相比：低溫化學(xué)熱處理的加熱溫度低，工件的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力小，變形量通常較小，能更好地保持零件的尺寸精度和形狀精度。同時(shí)，低溫處理時(shí)金屬的組織結(jié)構(gòu)變化相對較小，對材料的基體性能影響較小，可在獲得良好表面性能的同時(shí)，保持材料內(nèi)部的韌性和強(qiáng)度。
• 與表面淬火相比：表面淬火主要是通過快速加熱和冷卻使金屬表面獲得高硬度的馬氏體組織，而低溫化學(xué)熱處理不僅能改變表面的組織結(jié)構(gòu)，還能引入其他元素，形成具有特殊性能的化合物層，在提高表面硬度的同時(shí)，還能改善耐磨性、抗腐蝕性等多種性能。