软氮化（又称氮碳共渗）
时间：2025-06-16 10:41:39 点击次数：
软氮化（又称氮碳共渗）是一种在500~580℃温度范围内对工件表面同时渗入氮原子和少量碳原子的化学热处理工艺。其核心原理是通过活性氮、碳原子在钢铁表面的吸收与扩散，形成具有特殊性能的表层结构。以下是其主要特点和应用：
一、核心特点
- 工艺效率高
- 处理温度低（通常560~570℃），时间短（约2~4小时），工件变形小。
- 材料适用广
- 碳钢、合金钢、铸铁、不锈钢及粉末冶金材料均可处理，不受钢种限制。
- 表层结构独特
- 化合物层（白亮层）：厚度几微米至几十微米，由ε相（Fe₂₋₃N）、γ'相（Fe₄N）及含氮渗碳体Fe₃(C,N)组成。
- 扩散层：深度约0.3~0.4mm，主要含γ'相和ε相。
- 性能优势
- 提高表面硬度、耐磨性及抗咬合性；
- 显著增强疲劳强度（可提升15~35%）和耐腐蚀性；
- 降低脆性（碳原子渗入减轻了纯氮化层的脆性）。
二、与硬氮化的区别
| 特性 | 软氮化 | 硬氮化 |
|---|
| 工艺本质 | 低温氮碳共渗 | 纯渗氮处理 |
| 渗层厚度 | 较薄（一般≤0.3mm） | 较厚（0.1~0.65mm） |
| 处理时间 | 短（2~4小时） | 长（15~70小时以上） |
| 适用场景 | 轻载荷工件（如齿轮、模具） | 重载荷工件（如曲轴、轴承） |
三、常用方法
- 气体软氮化：主流工艺，介质包括尿素、甲酰胺、氨气等，分解产生活性氮碳原子；
- 液体软氮化：低温盐浴中添加含氮化合物（如尿素）；
- 固体软氮化：应用较少。
四、典型应用领域
- 精密零件：要求变形小的齿轮、轴类；
- 模具：提高耐磨性及抗粘附性；
- 耐磨部件：发动机曲轴、液压元件等。
